ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TYRE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к пневматической шине, способствующей повышению устойчивости рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях без снижения устойчивости рулевого управления на сухих и влажных дорожных покрытиях.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Традиционно целью создания пневматической шины (протектора автомобильной пневматической шины), описанной, например, в Патентном документе 1, является снижение аквапланирования и улучшение эксплуатационных характеристик в зимних условиях. Пневматическая шина оснащена центральным рядом шашек, проходящим в продольном относительно шины направлении, и рядами шашек, расположенными в плечевой области и отделенными от центрального ряда шашек двумя продольными канавками. Пневматическая шина выполнена с возможностью отведения воды от центральной продольной плоскости в обе стороны, для чего служат шашки центрального ряда с канавками, причем шашки с канавками сформированы двумя зонами канавок, отделяемыми друг от друга косой канавкой и пересекающимися в центральной продольной плоскости под углом к этой косой канавке. Кроме этого, настоящая пневматическая шина выполнена с возможностью отвода снега, для чего служат продольные канавки, проходящие под острым углом относительно экваториальной плоскости шины (продольной плоскости шины).
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Патентный документ
Патентный документ 1: нерассмотренная заявка на патент Японии № H06-278412A
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Проблема, решение которой обеспечивается при использовании шины, описанной в настоящем изобретении
Упомянутая выше пневматическая шина, которая описана в Патентном документе 1, дополнительно оснащена канавками (продолжениями канавок и соединительной канавкой), которые соединяются с соседними косыми канавками в продольном относительно шины направлении (в направлении вращения шины). Канавка, соединяющаяся с этими косыми канавками, сужается для выравнивания размера шашек центрального ряда шашек. Хотя более узкая форма шашек может быть эффективна на заснеженных дорожных покрытиях, существует риск снижения устойчивости рулевого управления на сухих дорожных покрытиях, поскольку уменьшается жесткость шашек. Кроме этого, существует риск снижения эффективности отвода воды и устойчивости рулевого управления на влажных дорожных покрытиях, поскольку канавки, соединяющиеся с косыми канавками, отклоняются в направлении, противоположном направлению косых канавок, и таким образом противодействуют эффекту косых канавок в плане отвода воды от центральной продольной плоскости в обе стороны и, следовательно, возвращают воду в сторону центральной продольной плоскости.
Принимая во внимание вышеизложенное, целью настоящего изобретения является создание пневматической шины, способствующей повышению устойчивости рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях без снижения устойчивости рулевого управления на сухих и влажных дорожных покрытиях.
ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
С целью решения вышеописанных проблем и для достижения упомянутой цели пневматическая шина, составляющая предмет настоящего изобретения, имеет в области протектора центральное ребро, сформированное двумя продольными главными канавками, проходящее в продольном относительно шины направлении по центру поперечного направления шины и захватывающее экваториальную плоскость шины. В центральном ребре выполнены главная косая канавка и вспомогательная косая канавка. Главная косая канавка отклоняется от продольного направления шины так, что в направлении вращения шины и от передней к задней стороне главной косой канавки она удаляется от экваториальной плоскости шины, при этом задний конец сообщается с главной продольной канавкой. Множество главных косых канавок проходят рядом в продольном направлении шины и располагаются попеременно с обеих сторон экваториальной плоскости шины в продольном относительно шины направлении. Вспомогательная косая канавка отклоняется от продольного направления шины так, что в направлении вращения шины и от передней к задней стороне главной косой канавки она удаляется от экваториальной плоскости шины, причем передний конец и задний конец не выходят за пределы центрального ребра и пересекают по меньшей мере две из главных косых канавок. Множество вспомогательных косых канавок проходят рядом в продольном направлении шины и располагаются попеременно с обеих сторон экваториальной плоскости шины в продольном относительно шины направлении.
Данная пневматическая шина обладает высокой эффективностью отвода воды и снега, в результате чего сохраняется устойчивость рулевого управления на влажных дорожных покрытиях и существенно повышается устойчивость рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях благодаря тому, что в центральных ребрах области протектора, находящихся по центру поперечного направления шины, предусмотрены косые канавки, проходящие от центра поперечного направления шины (вблизи экваториальной плоскости шины) в сторону внешней стороны в поперечном направлении шины. Более того, благодаря дополнительной косой канавке, которая пересекает по меньшей мере две главные косые канавки, причем ее передний конец и задний конец не выходят за пределы центрального ребра, и благодаря тому, что обе косые канавки располагаются попеременно в продольном направлении шины, сохраняется жесткость области протектора и обеспечивается устойчивость рулевого управления на сухих дорожных покрытиях. В результате повышается устойчивость рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях и при этом не снижается устойчивость рулевого управления на сухих и влажных дорожных покрытиях.
Кроме этого, у пневматической шины, составляющей предмет настоящего изобретения, соответственные передние концы главных косых канавок, располагающиеся попеременно в продольном направлении шины, выходят за экваториальную плоскость шины и соединяются друг с другом, образуя зигзагообразную центральную канавку, проходящую вдоль продольного направления шины в экваториальной плоскости шины. Ширина центральной канавки должна быть не менее 2 мм и не более 6 мм.
Если ширина центральной канавки составляет 2 мм или более, достигается заметное улучшение эффективности отвода воды и эффективности отвода снега. С другой стороны, если ширина центральной канавки составляет 6 мм или менее, достигается заметный эффект сохранения жесткости области протектора. В результате данная пневматическая шина позволяет добиться заметного повышения устойчивости рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях без снижения устойчивости рулевого управления на сухих и влажных дорожных покрытиях.
Кроме того, для пневматической шины, составляющей предмет настоящего изобретения, глубина центральной канавки выбирается из диапазона не менее 2 мм и не более 6 мм.
Если глубина центральной канавки составляет 2 мм или более, достигается заметное улучшение эффективности отвода воды и эффективности отвода снега. С другой стороны, если глубина центральной канавки составляет 6 мм или менее, достигается заметный эффект сохранения жесткости области протектора. В результате данная пневматическая шина позволяет добиться заметного повышения устойчивости рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях без снижения устойчивости рулевого управления на сухих и влажных дорожных покрытиях.
Кроме этого, у пневматической шины, составляющей предмет настоящего изобретения, главные продольные канавки располагаются таким образом, что расстояние от них до экваториальной плоскости шины составляет не менее 40% и не более 60% от расстояния между экваториальной плоскостью шины и краем области контакта с дорожным покрытием.
Возможность формирования поперечных компонентов шины обеспечивается тем, что центральное ребро является относительно широким в поперечном направлении шины, поскольку главная продольная канавка проходит так, что расстояние от этой канавки до экваториальной плоскости шины составляет 40% или более от расстояния между экваториальной плоскостью шины и краем области контакта с дорожным покрытием. В результате благодаря косым канавкам достигается заметное улучшение эффективности отвода воды и снега, а также заметный эффект сохранения жесткости центрального ребра. С другой стороны, благодаря использованию косых канавок предотвращается снижение эффективности отвода воды и снега, поскольку поперечная ширина центральных ребер определяется главными продольными канавками, выполненными таким образом, что расстояние между ними и экваториальной плоскостью шины не превышает 60% от расстояния между экваториальной плоскостью шины и краем области контакта с дорожным покрытием. Следовательно, данная пневматическая шина позволяет добиться заметного повышения устойчивости рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях без снижения устойчивости рулевого управления на сухих и влажных дорожных покрытиях.
Кроме этого, на пневматической шине, составляющей предмет настоящего изобретения, вспомогательная косая канавка расположена таким образом, что расстояние между ее передним концом и экваториальной плоскостью составляет не менее 5% и не более 25% от расстояния между экваториальной плоскостью и краем области контакта с дорожным покрытием, а расстояние между ее задним концом и экваториальной плоскостью составляет не менее 25% и не более 45% от расстояния между экваториальной плоскостью и краем области контакта с дорожным покрытием.
Данная пневматическая шина позволяет добиться значительного сохранения жесткости центрального ребра, поскольку обеспечивается надлежащий размер шашек центрального ребра, образуемых канавками, и отсутствуют колебания размера шашек благодаря использованию вспомогательных косых канавок, лежащих в указанных диапазонах. В результате возможно сохранение устойчивости рулевого управления на сухих дорожных покрытиях.
Кроме этого, на пневматической шине, составляющей предмет настоящего изобретения, предусмотрена узкая продольная канавка, проходящая в продольном относительно шины направлении по плечевому ребру, выполненному с наружной стороны от главной продольной канавки в поперечном направлении шины. Ширина узкой продольной канавки составляет не менее 2 мм и не более 4 мм, и глубина узкой продольной канавки составляет не менее 2 мм и не более 4 мм.
Данная пневматическая шина повышает устойчивость рулевого управления на заснеженных дорожных поверхностях, поскольку благодаря узкой продольной канавке в плечевом ребре увеличено количество краевых компонентов в поперечном направлении шины. Вышеупомянутый диапазон ширины и глубины узкой продольной канавки является предпочтительным, поскольку при чрезмерном увеличении этих размеров жесткость может снижаться.
Кроме этого, на пневматической шине, составляющей предмет настоящего изобретения, главная косая канавка выполнена таким образом, что угол, который ее задний конец, сообщающийся с главной продольной канавкой, образует с главной продольной канавкой, составляет не менее 56 градусов и не более 76 градусов.
Данная пневматическая шина позволяет добиться эффективного отвода воды и снега от главных косых канавок в главные продольные канавки в том случае, если главные косые канавки располагаются под вышеупомянутым углом.
Кроме этого, на пневматической шине, составляющей предмет настоящего изобретения, главная косая канавка выполнена таким образом, что угол, который ее передний конец, пересекающий вспомогательную косую канавку, образует с вспомогательной косой канавкой, составляет не менее 37° и не более 57°.
Данная пневматическая шина позволяет добиться эффективного отвода воды и снега от вспомогательных косых канавок в главные косые канавки в том случае, если главные косые канавки и вспомогательные косые канавки располагаются под вышеупомянутыми углами.
Кроме этого, на пневматической шине, составляющей предмет настоящего изобретения, предусмотрено множество грунтозацепных канавок, расположенных рядом (в продольном относительно шины направлении) друг с другом на плечевом ребре, выполненном с наружной стороны от главной продольной канавки в поперечном направлении шины. Грунтозацепные канавки проходят в поперечном относительно шины направлении, и их первый конец сообщается с главной продольной канавкой. Главные косые канавки выполнены с возможностью сообщения с грунтозацепными канавками, причем главные продольные канавки располагаются между главными косыми канавками и грунтозацепными канавками.
Данная пневматическая шина позволяет добиться эффективного отвода воды и снега, если главные косые канавки сообщаются с грунтозацепными канавками.
Кроме этого, на пневматической шине, составляющей предмет настоящего изобретения, предусмотрена двухмерная прорезь в центральном ребре и трехмерная прорезь в плечевом ребре, выполненном с наружной стороны от главной продольной канавки в поперечном направлении шины.
Жесткость плечевого ребра данной пневматической шины может сохраняться благодаря трехмерной прорези в плечевом ребре, которая принимает на себя нагрузку, например, при прохождении поворотов. С другой стороны, устойчивость рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях может быть улучшена благодаря тому, что двухмерные прорези в центральных ребрах придают области протектора надлежащую пластичность.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пневматическая шина, составляющая предмет настоящего изобретения, способствует повышению устойчивости рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях без снижения устойчивости рулевого управления на сухих и влажных дорожных покрытиях.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 представлен вид сверху пневматической шины в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.2 представлен увеличенный вид сверху пневматической шины, показанной на Фиг.1.
На Фиг.3 приведена таблица, в которой представлены результаты тестирования характеристик пневматических шин в соответствии с рабочими примерами настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее с использованием чертежей представлено подробное описание одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение не ограничивается данным вариантом осуществления. К составляющим элементам варианта осуществления относятся составляющие элементы, замену которых легко может произвести специалист в данной сфере, и составляющие элементы, по существу аналогичные составляющим элементам варианта осуществления. Более того, множество описанных в данном варианте осуществления модифицированных примеров могут быть произвольным образом комбинированы в рамках, очевидных специалисту в данной области.
В дальнейшем описании термином «радиальное направление шины» называется направление, ортогональное к оси вращения (не показана) пневматической шины 1; термин «внутренняя сторона относительно радиального направления шины» обозначает сторону, обращенную к оси вращения в радиальном направлении шины; а термин «внешняя сторона относительно радиального направления шины» обозначает сторону, удаленную от оси вращения в радиальном направлении шины. Кроме того, термин «поперечное направление шины» обозначает направление, параллельное оси вращения; термин «внутренняя сторона относительно поперечного направления шины» обозначает сторону, обращенную к экваториальной плоскости шины (линия экватора шины) CL в поперечном направлении шины; а термин «внешняя сторона относительно поперечного направления шины» обозначает сторону, удаленную от экваториальной плоскости шины CL в поперечном направлении шины. Кроме того, термин «продольное направление шины» обозначает продольное направление с осью вращения в качестве осевой линии. Термин «экваториальная плоскость шины CL» обозначает плоскость, ортогональную к оси вращения пневматической шины 1 и проходящую через центр ширины пневматической шины 1. Термин «линия экватора шины» обозначает линию, проходящую в продольном направлении пневматической шины 1 и расположенную в экваториальной плоскости шины CL. В данном варианте осуществления «линия экватора шины» имеет такое же буквенное обозначение «CL», что и экваториальная плоскость шины.
Пневматическая шина 1, соответствующая данному варианту осуществления, может использоваться в качестве зимней шины. Как указано на Фиг.1, пневматическая шина 1 имеет область протектора 2. Область протектора 2, изготовленная из резины, расположена на крайней внешней стороне в радиальном направлении пневматической шины 1, и поверхность области протектора 2a представляет собой профиль пневматической шины 1. На поверхности 2a области протектора 2 края области контакта с дорожным покрытием T находятся на заданном расстоянии с обеих внешних сторон в поперечном направлении шины, и расстояние между краями области контакта с дорожным покрытием T в поперечном направлении шины является шириной области контакта с дорожным покрытием TW.
В настоящем документе термин «ширина области контакта с дорожным покрытием TW» обозначает максимальную в поперечном направлении шины ширину области (здесь и далее обозначаемой как «область контакта с дорожным покрытием»), в которой поверхность 2a области протектора 2 пневматической шины 1 соприкасается с дорожным покрытием, когда пневматическая шина 1 установлена на стандартный диск, накачана до номинального внутреннего давления и на нее оказывается нагрузка в размере 70% от номинальной нагрузки. Термин «край области контакта с дорожным покрытием T» обозначает оба крайних внешних края области контакта с дорожным покрытием в поперечном направлении шины. Край области контакта с дорожным покрытием T продолжается в продольном направлении шины, как показано на Фиг.1.
В настоящем документе под «стандартным диском» понимается «стандартный диск», согласно определению Японской ассоциации производителей автомобильных шин (JATMA), «проектный диск», согласно определению Ассоциации по шинам и дискам (TRA), или «измерительный диск», согласно определению Европейской технической организации по шинам и дискам (ETRTO). Термин «номинальное внутреннее давление» относится к параметрам «максимальное давление воздуха» в соответствии с определением JATMA, максимальное значение «предела нагрузки шины при различных давлениях холодной накачки» в соответствии с определением TRA и «давление накачки» в соответствии с определением ETRTO. Следует отметить, что термин «номинальная нагрузка» относится к параметрам «максимально допустимая нагрузка» в соответствии с определением JATMA, максимальное значение «предела нагрузки шины при различных давлениях холодной накачки» в соответствии с определением TRA и «допустимая нагрузка» в соответствии с определением ETRTO.
Две главные продольные канавки 3, проходящие в продольном направлении шины, расположены рядом друг с другом в поперечном направлении шины на поверхности 2a области протектора 2. Эти две главные продольные канавки 3 образуют на поверхности 2a области протектора 2 ребра, параллельные экваториальной плоскости шины CL и проходящие в продольном направлении шины. Ребра образованы центральными ребрами 4a, находящимися по центру в поперечном направлении шины, включая экваториальную плоскость шины, и плечевые ребра 4b находятся на внешней стороне главных продольных канавок 3 относительно поперечного направления шины.
Каждая главная продольная канавка 3 выполнена таким образом, что расстояние W1 от экваториальной плоскости шины CL до центра ширины канавки составляет 0,40≤W1/(TW/2)≤0,60 от расстояния (TW/2) от экваториальной плоскости шины CL до края области контакта с дорожным покрытием T. В частности, каждая главная продольная канавка 3 находится в интервале (TW/2) между экваториальной плоскостью шины CL и краем области контакта с дорожным покрытием T так, что расстояние между ними и экваториальной плоскостью шины CL составляет не менее 40% и не более 60% от величины упомянутого интервала. Главные продольные канавки 3 выполнены таким образом, что ширина этих канавок составляет не менее 2% и не более 10% от ширины области контакта с дорожным покрытием TW, а глубина канавок составляет не менее 6 мм и не более 10 мм. Хотя на рисунках это не показано, стенки главных продольных канавок 3 выполнены относительно вертикальными: со стороны центрального ребра 4a - под углом, близким к прямому углу, а со стороны плечевого ребра 4b - под углом, более пологим, чем со стороны центрального ребра 4a.
В центральном ребре 4a выполнена главная косая канавка 5 и вспомогательная косая канавка 6. Главная косая канавка 5 выполнена под углом к продольному направлению шины так, что от переднего к заднему концу главной косой канавки 5, в направлении вращения шины, она удаляется от экваториальной плоскости шины CL. Главные косые канавки 5 выполнены таким образом, что их задние концы сообщаются с главными продольными канавками 3. Множество главных косых канавок 5 расположены рядом друг с другом в продольном направлении шины, а с обеих сторон экваториальной плоскости шины CL они расположены попеременно в продольном направлении шины. Кроме этого, главные косые канавки 5 расположены таким образом, что соответственные передние концы, располагающиеся попеременно в продольном направлении шины, выходят за пределы экваториальной плоскости шины CL и соединяются друг с другом, образуя зигзагообразную центральную канавку 5a, проходящую в продольном направлении шины в экваториальной плоскости шины CL. Центральная канавка 5a выполнена таким образом, что ее ширина составляет не менее 2 мм и не более 6 мм. Центральная канавка 5a выполнена таким образом, что ее глубина составляет не менее 2 мм и не более 6 мм. Кроме того, главные косые канавки 5 за пределами центральной канавки 5a выполнены таким образом, что ширина этих канавок составляет не менее 2 мм и не более 10 мм, а глубина составляет не менее 2 мм и не более 10 мм. Главные косые канавки 5 могут отклоняться криволинейно, как показано на Фиг.1, но также они могут отклоняться и прямолинейно.
Главные косые канавки 5 на заднем конце, сообщающемся с главными продольными канавками 3, образуют с этими главными продольными канавками 3 (в продольном направлении шины) угол θ1, составляющий не менее 56° и не более 76°. Главные косые канавки 5 на переднем конце, пересекающем вспомогательные косые канавки 6, описанные ниже, образуют с этими вспомогательными косыми канавками 6 угол θ2, составляющий не менее 37° и не более 57°. В данном случае угол θ1 представляет собой угол, образуемый опорной линией A, полученной соединением центральной точки P1 ширины главной косой канавки 5 в той ее части, где задний конец главной косой канавки 5 сообщается с главной продольной канавкой 3, с центральной точкой P2 той части, которая пересекает вспомогательную косую канавку 6, а также центральной линией B (опорной линией в продольном направлении шины) главной продольной канавки 3. В данном случае угол θ2 представляет собой угол, образованный опорной линией C, полученной соединением вышеупомянутой центральной точки P2 с центральной точкой P3 ширины главной косой канавки 5 в той ее части, где главная косая канавка 5 сообщается с другой главной косой канавкой 5, а также опорной линией D, соединяющей вышеупомянутую центральную точку P2 и центральную точку P4 ширины вспомогательной косой канавки 6 на ее переднем конце. Центральная точка P3 представляет собой центр ширины переднего конца главной косой канавки 5, если главная косая канавка 5 не сообщается с другой главной косой канавкой 5.
Вспомогательные косые канавки 6 выполнены под углом к продольному направлению шины так, что от переднего к заднему концу, в направлении вращения шины, они удаляются от экваториальной плоскости шины CL. Вспомогательные косые канавки 6 выполнены таким образом, что их передние и задние концы не выходят за пределы центральных ребер 4a и пересекают по меньшей мере две главные косые канавки 5. Множество вспомогательных косых канавок 6 расположены рядом друг с другом в продольном направлении шины, а с обеих сторон экваториальной плоскости шины CL они располагаются попеременно в продольном направлении шины. Вспомогательные косые канавки 6 выполнены таким образом, что ширина этих канавок составляет не менее 2 мм и не более 15 мм, а глубина составляет не менее 2 мм и не более 10 мм. Вспомогательные косые канавки 6 могут отклоняться криволинейно, как показано на Фиг.1, но также они могут отклоняться и прямолинейно. В результате использования косых канавок 5 и 6 формируются шашки центральных ребер 4a, разделяемые канавками.
Вспомогательные косые канавки 6 выполнены таким образом, что расстояние W2 от экваториальной плоскости шины CL до переднего конца канавки составляет 0,05≤W2/(TW/2)≤0,25 от расстояния (TW/2) от экваториальной плоскости шины CL до края области контакта с дорожным покрытием T. В частности, каждая вспомогательная косая канавка 6 находится в интервале (TW/2) от экваториальной плоскости шины CL до края области контакта с дорожным покрытием Т так, что ее передний конец находится от экваториальной плоскости шины CL на расстоянии не менее 5% и не более 25% от величины интервала TW/2. Вспомогательные косые канавки 6 выполнены таким образом, что расстояние W3 от экваториальной плоскости шины CL до заднего конца канавки составляет 0,25≤W2/(TW/2)≤0,45 от расстояния (TW/2) от экваториальной плоскости шины CL до края области контакта с дорожным покрытием T. В частности, каждая вспомогательная косая канавка 6 находится в интервале (TW/2) от экваториальной плоскости шины CL до края области контакта с дорожным покрытием Т так, что ее задний конец находится от экваториальной плоскости шины CL на расстоянии не менее 25% и не более 45% от величины интервала TW/2.
В плечевых ребрах 4b выполнены узкие продольные канавки 7 и грунтозацепные канавки 8. Узкие продольные канавки 7 проходят в продольном направлении шины. Узкие продольные канавки 7 выполнены таким образом, что ширина этих канавок составляет не менее 2 мм и не более 4 мм, а глубина составляет не менее 2 мм и не более 4 мм.
Грунтозацепные канавки 8 проходят в поперечном относительно шины направлении, и их первые концы сообщаются с главными продольными канавками 3. Множество грунтозацепных канавок 8 располагаются рядом друг с другом в продольном направлении шины. Главные косые канавки 5 располагаются таким образом, что их задние концы сообщаются с грунтозацепными канавками 8, причем главные продольные канавки 3 располагаются между главными косыми канавками 5 и грунтозацепными канавками 8.
Центральные ребра 4a также имеют двухмерные прорези 9a. Двухмерные прорези 9a изогнуты в своем продольном направлении. Плечевые ребра 4b также имеют трехмерные прорези 9b. Трехмерные прорези 9b изогнуты в своем продольном направлении, а также в направлении вглубь прорезей. Двухмерные прорези 9a и трехмерные прорези 9b могут иметь такую конфигурацию, в которой оба конца прорези ни с чем не сообщаются, конфигурацию, в которой один конец ни с чем не сообщается, а другой конец сообщается с канавкой, и конфигурацию, в которой оба конца сообщаются с канавками.
Как описано выше, на пневматической шине 1 данного варианта осуществления в области протектора 2 расположено центральное ребро 4a, образованное двумя главными продольными канавками 3, которые проходят в продольном направлении шины, и находящееся по центру поперечного направления шины, включая экваториальную плоскость шины CL. В центральном ребре 4a предусмотрены главная косая канавка 5 и вспомогательная косая канавка 6, причем главная косая канавка 5 проходит под углом к продольному направлению шины так, что от своего переднего конца к заднему концу, в направлении вращения шины, удаляется от экваториальной плоскости шины CL. Задний конец главной косой канавки 5 сообщается с главной продольной канавкой 3, и множество главных косых канавок 5 расположены рядом друг с другом в продольном направлении шины, а с обеих сторон экваториальной плоскости шины CL расположены попеременно в продольном направлении шины. Вспомогательная косая канавка 6 выполнена под углом к продольному направлению шины так, что от ее переднего конца к заднему концу, в направлении вращения шины, она удаляется от экваториальной плоскости шины CL. Передний и задний концы не выходят за пределы центрального ребра 4a и пересекают по меньшей мере две главные косые канавки 5. Множество вспомогательных косых канавок 6 расположены рядом друг с другом в продольном направлении шины, а с обеих сторон экваториальной плоскости шины CL расположены попеременно в продольном направлении шины.
Данная пневматическая шина обладает высокой эффективностью отвода воды и снега, в результате чего сохраняется устойчивость рулевого управления на влажных дорожных покрытиях и существенно повышается устойчивость рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях благодаря тому, что в центральных ребрах 4a области протектора 2, находящихся по центру поперечного направления шины, предусмотрены косые канавки 5 и 6, проходящие от центра поперечного направления шины (вблизи экваториальной плоскости шины) в сторону внешней стороны в поперечном направлении шины. Более того, благодаря дополнительной косой канавке 6, которая пересекает по меньшей мере две главные косые канавки 5, причем ее передний и задний концы не выходят за пределы центрального ребра 4a, и благодаря тому, что косые канавки 5 и 6 располагаются попеременно в продольном направлении шины, сохраняется жесткость области протектора 2 и обеспечивается устойчивость рулевого управления на сухих дорожных покрытиях. В результате повышается устойчивость рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях и при этом не снижается устойчивость рулевого управления на сухих и влажных дорожных покрытиях.
Кроме этого, у пневматической шины 1 данного варианта осуществления соответственные передние концы главных косых канавок 5, располагающиеся попеременно в продольном направлении шины, выходят за пределы экваториальной плоскости шины CL и соединяются друг с другом, образуя зигзагообразную центральную канавку 5a, проходящую в продольном направлении шины по экваториальной плоскости шины CL. Ширина центральной канавки 5a должна быть не менее 2 мм и не более 6 мм.
Если ширина центральной канавки 5a составляет 2 мм или более, можно добиться заметного повышения эффективности отвода воды и снега. С другой стороны, если ширина центральной канавки 5a составляет 6 мм или менее, достигается заметный эффект сохранения жесткости области протектора 2. В результате данная пневматическая шина 1 позволяет добиться заметного повышения устойчивости рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях без снижения устойчивости рулевого управления на сухих и влажных дорожных покрытиях.
Кроме того, для пневматической шины 1 данного варианта осуществления глубина центральной канавки 5a выбирается из диапазона не менее 2 мм и не более 6 мм.
Если глубина центральной канавки 5a составляет 2 мм или более, достигается заметное улучшение эффективности отвода воды и эффективности отвода снега. С другой стороны, если глубина центральной канавки 5a составляет 6 мм или менее, достигается заметный эффект сохранения жесткости области протектора 2. В результате данная пневматическая шина 1 позволяет добиться заметного повышения устойчивости рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях без снижения устойчивости рулевого управления на сухих и влажных дорожных покрытиях.
На пневматической шине 1 данного варианта осуществления главные продольные канавки 3 расположены в интервале между экваториальной плоскостью шины CL и краем области контакта с дорожным покрытием T так, что расстояние от канавки до экваториальной плоскости шины CL составляет не менее 40% и не более 60% от величины указанного интервала.
В результате того, что главные продольные канавки 3 находятся на расстоянии от экваториальной плоскости шины CL, составляющем 40% от расстояния между экваториальной плоскостью шины CL и краем области контакта с дорожным покрытием Т, центральные ребра являются относительно широкими в поперечном относительно шины направлении. Вследствие этого можно использовать компоненты, расположенные в поперечном направлении шины, и добиться заметного повышения эффективности отвода воды и снега благодаря косым канавкам 5 и 6, а также заметного эффекта сохранения жесткости центральных ребер 4a. С другой стороны, благодаря использованию косых канавок 5 и 6 предотвращается снижение эффективности отвода воды и снега, поскольку поперечная ширина центральных ребер 4a определяется главными продольными канавками 3, выполненными таким образом, что расстояние между ними и экваториальной плоскостью шины CL составляет не более 60% от расстояния между экваториальной плоскостью шины CL и краем области контакта с дорожным покрытием T. В результате данная пневматическая шина 1 позволяет добиться заметного повышения устойчивости рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях без снижения устойчивости рулевого управления на сухих и влажных дорожных покрытиях. Более предпочтительным для достижения вышеуказанного заметного эффекта является такое положение главных продольных канавок 3 между краем области контакта с дорожным покрытием T и экваториальной плоскостью шины CL, что расстояние от этих канавок до экваториальной плоскости шины CL составляет не менее 45% и не более 55% от этого расстояния.
На пневматической шине 1 данного варианта осуществления вспомогательные косые канавки 6 расположены в интервале между экваториальной плоскостью шины CL и краем области контакта с дорожным покрытием T так, что расстояние между ее передним концом и экваториальной плоскостью шины CL составляет не менее 5% и не более 25% от расстояния между экваториальной плоскостью шины CL и краем области контакта с дорожным покрытием T, а расстояние между ее задним концом и экваториальной плоскостью шины CL составляет не менее 25% и не более 45% от расстояния между экваториальной плоскостью шины CL и краем области контакта с дорожным покрытием T.
Данная пневматическая шина 1 позволяет добиться значительного сохранения жесткости центральных ребер 4a, поскольку обеспечивается надлежащий размер шашек центрального ребра, образуемых канавками, и отсутствуют колебания размера шашек благодаря использованию вспомогательных косых канавок 6, лежащих в указанных диапазонах. В результате возможно сохранение устойчивости рулевого управления на сухих дорожных покрытиях. Кроме этого, для сохранения устойчивости рулевого управления на сухих дорожных покрытиях более предпочтительным является расположение вспомогательных косых канавок 6 в интервале между экваториальной плоскостью шины CL и краем области контакта с дорожным покрытием T так, что расстояние между передним концом канавки и экваториальной плоскостью шины CL составляет не менее 10% и не более 20% от расстояния между экваториальной плоскостью шины CL и краем области контакта с дорожным покрытием T, а расстояние между задним концом канавки и экваториальной плоскостью шины CL составляет не менее 30% и не более 40% от расстояния между экваториальной плоскостью шины CL и краем области контакта с дорожным покрытием T.
Кроме этого, на плечевых ребрах 4b пневматической шине 1 данного варианта осуществления, выполненных на внешней стороне относительно поперечного направления шины главных продольных канавок 3, выполнены узкие продольные канавки 7, проходящие в продольном направлении шины. Ширина узкой продольной канавки 7 составляет не менее 2 мм и не более 4 мм, а глубина узкой продольной канавки 7 составляет не менее 2 мм и не более 4 мм.
Данная пневматическая шина 1 повышает устойчивость рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях, поскольку количество краевых поверхностей в поперечном направлении шины увеличивается благодаря узким продольным канавкам 7 в плечевых ребрах 4b. Вышеупомянутый диапазон ширины и глубины узких продольных канавок 7 является предпочтительным, поскольку при чрезмерном увеличении ширины и глубины узких продольных канавок снижается жесткость.
Кроме этого, на пневматической шине 1 данного варианта осуществления главные косые канавки 5 выполнены таким образом, что угол, который их задние концы, сообщающиеся с главными продольными канавками 3, образуют с главными продольными канавками 3, составляет не менее 56° и не более 76°.
Данная пневматическая шина 1 позволяет добиться эффективного отвода воды и снега от главных косых канавок 5 в главные продольные канавки 3 в том случае, если главные косые канавки 5 располагаются под вышеупомянутым углом. Эффективность отвода воды и снега может повыситься при более предпочтительной конфигурации главных косых канавок 5, в которой вышеупомянутые углы составляют не менее 61 градуса и не более 71 градуса.
Кроме этого, на пневматической шине 1 данного варианта осуществления главные косые канавки 5 выполнены таким образом, что угол, который они образуют с вспомогательной косой канавкой 6 на своем переднем конце, пересекающем вспомогательную косую канавку 6, составляет не менее 37° и не более 57°.
Данная пневматическая шина 1 позволяет добиться эффективного отвода воды и снега от вспомогательных косых канавок 6 в главные косые канавки 5 в том случае, если главные косые канавки 5 и вспомогательные косые канавки 6 располагаются под вышеупомянутыми углами. Для достижения еще более заметного повышения эффективности отвода воды и снега более предпочтительное значение вышеупомянутых угол составляет не менее 42° и не более 52°.
Кроме этого, пневматическая шина 1 данного варианта осуществления включает множество грунтозацепных канавок 8, которые расположены рядом друг с другом в продольном направлении шины на плечевых ребрах 4b, выполненных на внешней стороне главных продольных канавок 3 в поперечном направлении шины. Грунтозацепные канавки 8 проходят в поперечном относительно шины направлении, и их первые концы сообщаются с главными продольными канавками 3. Главные косые канавки 5 выполнены с возможностью сообщения с грунтозацепными канавками 8, причем главные продольные канавки 3 располагаются между главными косыми канавками 5 и грунтозацепными канавками 8.
Данная пневматическая шина 2 позволяет добиться эффективного отвода воды и снега, если главные косые канавки 5 сообщаются с грунтозацепными канавками 8.
Кроме этого, на пневматической шине 1 данного варианта осуществления в центральных ребрах 4a выполнены двухмерные прорези 9a, а в плечевых ребрах 4b, находящихся на внешней стороне главных продольных канавок 3 в поперечном направлении шины, выполнены трехмерные прорези 9b.
Жесткость плечевых ребер 4b сохраняется благодаря трехмерным прорезям 9b в плечевых ребрах 4b, которые принимают на себя нагрузку, например, при прохождении поворотов. С другой стороны, устойчивость рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях может быть улучшена благодаря тому, что двухмерные прорези 9a в центральных ребрах 4a придают области протектора 2 надлежащую пластичность.
Рабочие примеры
В данных рабочих примерах производилось эксплуатационное испытание устойчивости рулевого управления на сухих, влажных и заснеженных дорожных покрытиях на множестве типов пневматических шин в различных условиях (Фиг.3).
Способ эксплуатационных испытаний на устойчивость рулевого управления предусматривал монтаж пневматических шин размером 255/40 R19 на стандартные диски («стандартный диск» согласно определению Ассоциации производителей автомобильных шин Японии (JATMA), «проектный диск» в соответствии с определением Ассоциации по шинам и дискам (TRA) или «измерительный диск» по определению Европейской технической организации по шинам и дискам (ETRTO)). Пневматические шины накачали до достижения давления воздуха 250 [кПа] и установили на испытательном транспортном средстве (четырехколесный автомобиль класса «седан» с объемом двигателя 3,0 л).
При данном способе оценки устойчивости рулевого управления на сухом дорожном покрытии водитель оценивал ощущение от первичной реакции машины при перестроении между полосами движения, когда автомобиль двигался по прямому участку испытательного маршрута по сухому дорожному покрытию на скорости 200 км/ч, и в качестве образца для сравнения использовали пример стандартных шин. Далее проводили расчет среднего значения оценочных баллов, указанных пятью водителями, которое использовали для сравнения со стандартным показателем, равным 100. При данных оценках более высокие значения оценочных баллов обозначают более высокую устойчивость рулевого управления на сухом дорожном покрытии и, следовательно, являются предпочтительными.
Способ оценки устойчивости рулевого управления на влажных дорожных покрытиях включал в себя управление вышеупомянутым испытательным транспортным средством на испытательном участке дороги, покрытом слоем воды глубиной 10±1 мм и имеющем радиус поворота 100 R. В качестве значений скорости начала аквапланирования регистрировали такую скорость движения испытательных транспортных средств, которая соответствовала максимальному боковому ускорению тестируемых шин. В данном случае производили балльную оценку в сравнении со стандартным показателем, равным 100. При данных оценках более высокие значения оценочных баллов обозначают более высокую устойчивость рулевого управления на влажном дорожном покрытии и, следовательно, являются предпочтительными.
Способ оценки устойчивости рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях включал измерение времени прохождения вышеописанным испытательным транспортным средством круга с радиусом 30 м по заснеженному дорожному покрытию. На основе полученных результатов измерений производили балльную оценку в сравнении со стандартным показателем, равным 100. При данных оценках более высокие значения оценочных баллов обозначают более высокую устойчивость рулевого управления на заснеженном дорожном покрытии и, следовательно, являются предпочтительными.
Хотя стандартные пневматические шины имеют канавки, сходные с главными косыми канавками, и соответствуют пневматической шине, описанной в Патентном документе 1, стандартные пневматические шины не имеют структуры, соответствующей вспомогательным косым канавкам и узким продольным канавкам и, кроме того, прорези в стандартных пневматических шинах являются двухмерными.
При этом пневматические шины, соответствующие рабочим примерам 1-10, содержат главные косые канавки и вспомогательные косые канавки. Пневматическая шина, соответствующая рабочему примеру 2, имеет центральную канавку установленной ширины. Пневматические шины, соответствующие рабочим примерам 3-10, имеют центральную канавку установленной ширины и глубины. Пневматические шины, соответствующие рабочим примерам 5-10, имеют установленное расположение переднего и заднего концов вспомогательных косых канавок. Пневматические шины, соответствующие рабочим примерам 6-10, имеют установленные углы θ1 и θ2 расположения главных косых канавок. Пневматические шины, соответствующие рабочим примерам 7-10, имеют другое установленное расположение переднего и заднего концов вспомогательных косых канавок. Пневматические шины, соответствующие рабочим примерам 8-10, имеют узкую продольную канавку. На пневматических шинах, соответствующих рабочим примерам 9 и 10, грунтозацепные канавки сообщаются с главными косыми канавками. В рабочем примере 10 прорези центральных ребер являются двухмерными (2D), а прорези в плечевых ребрах являются трехмерными (3D).
Как показывают результаты испытаний, представленные на ФИГ.3, пневматические шины, соответствующие рабочим примерам 1-11, демонстрируют повышенную устойчивость рулевого управления на заснеженных дорожных покрытиях при сохранении устойчивости рулевого управления как на сухих, так и на влажных дорожных покрытиях.