ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ РАДИАЛЬНАЯ ШИНА ДЛЯ ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СПОСОБ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
RADIAL PNEUMATIC TIRE FOR PASSENGER VEHICLE AND METHOD OF ITS OPERATION

Настоящее изобретение относится к пневматической радиальной шине для пассажирского транспортного средства и способу эксплуатации этой пневматической радиальной шины.
Шины с диагональным кордом, имеющие относительно узкие ширины поперечного сечения, преимущественно использовались в транспортных средствах до приблизительно 1960 года, поскольку транспортные средства в те дни были относительно легкими по весу, имели относительно низкую эксплуатационную скорость, требовавшуюся от них, и таким образом не оказывали такой уж большой нагрузки на шины. Однако в наше время преобладающими являются радиальные шины, имеющие широкие и уплощенные конструкции, поскольку по мере развития сетей скоростных автомагистралей и увеличения скорости транспортных средств, от шин требуется хорошая устойчивость управления транспортным средством при езде на высокой скорости, равно как и хорошая износостойкость (например, см. патентный документ 1).
Однако увеличение ширины шин уменьшает свободное пространство в транспортном средстве и ухудшает его комфортабельность. Кроме того, большая ширина шин увеличивает аэродинамическое сопротивление и вызывает другую проблему, относящуюся к низкой эффективности использования топлива. По мере того, как люди все более озабочены проблемами окружающей среды, в последние годы во все возрастающей степени вставала потребность в более высокой эффективности использования топлива.
Электрические транспортные средства, которые разрабатываются для использования в будущем, должны, в частности, иметь достаточное пространство для размещения узлов привода, таких как двигатель для управления крутящим моментом вращения шин вокруг приводных валов. Обеспечение достаточного пространства вблизи от шин становится в этой связи все более важным.
Кроме того, такого рода широкая и уплощенная шина, как описанная выше, демонстрирует относительно неважную дренирующую характеристику, потому что шина имеет относительно широкую (контактирующую с грунтом) переднюю поверхность и, таким образом, вода равномерно не отводится на соответствующих сторонах шины при езде в условиях мокрой дороги, как это схематично показано стрелками, представляющими линии потока воды, на Фиг. 1А. И еще, в дополнение к этому, широкая и уплощенная шина восприимчива к тому, что называют явлением гидропланирования, потому что эта шина, имея относительно короткую длину (L) контакта с грунтом, позволяет водной пленке, поступающей со стороны передней поверхности приподнимать контактирующую с грунтом поверхность, так что фактическая площадь контакта с грунтом и, соответственно, сила сцепления шины с грунтом, как показано на Фиг. 1А, уменьшаются. Короче говоря, широкая и уплощенная шина имеет, равным образом, проблему ухудшенных рабочих характеристик при езде по мокрой поверхности.
Ввиду ухудшенных рабочих характеристик при езде по мокрой поверхности, традиционная радиальная шина, имеющая широкую и уплощенную конструкцию должна, в частности, иметь основную канавку, простирающуюся в направлении вдоль окружности протектора, и/или грунтозацепную канавку, простирающуюся в направлении ширины протектора, каждая из которых выполнена на поверхности протектора, контактирующей с грунтом, таким образом, чтобы иметь относительно большую площадь поперечного сечения для обеспечения хорошей дренирующей характеристики.
Однако в случае, при котором на протекторе предусматривается основная канавка и/или грунтозацепная канавка, имеющие большую ширину канавки, возникает проблема, заключающаяся в том, что отношение отрицательной площади протектора увеличивается, уменьшая площадь контакта с грунтом и силу сцепления шины с грунтом, таким образом, ухудшая устойчивость управления транспортным средством и тормозную характеристику на сухой поверхности дороги и также понижая износостойкость и ухудшая шум. Кроме того, в случае, при котором на протекторе предусматриваются канавки, имеющие большую глубину канавки, протекторная резина должна быть, соответственно, толстой, что увеличивает вес шины и, таким образом, ухудшает эксплуатационные характеристики шины.
Традиционно известно, что использование, для широкой и уплощенной радиальной шины, протекторной резины, имеющей относительно низкие гистерезисные потери, эффективно в том, что касается сокращения сопротивления качению и, таким образом, улучшает эффективность использования топлива для этой шины. Однако использование для шины резины, имеющей относительно низкие гистерезисные потери, в таком случае создает проблему, заключающуюся в том, что ухудшается характеристика сцепления этой шины с мокрой дорожной поверхностью.
Патентный документ 1: JP-А07-040706
Радиальная шина, имеющая широкую и уплощенную конструкцию, имеет проблемы, связанные с эффективностью использования топлива, комфортабельностью (свободным пространством в транспортном средстве) и эксплуатационными характеристиками на мокрой дорожной поверхности (включая подавление явления гидропланирования), и, в общем, трудно улучшить эксплуатационные характеристики на мокрой дорожной поверхности, особенно, при поддержании хороших эксплуатационных характеристик на сухой дорожной поверхности (устойчивости управления транспортным средством, тормозной характеристики на сухой дорожной поверхности), как это описано выше. Потребовалась, следовательно, технология для фундаментального улучшения этих рабочих характеристик совместимым образом.
Настоящее изобретение направлено на решение проблем, описанных выше, и его задача заключается в том, чтобы предложить: пневматическую радиальную шину для пассажирского транспортного средства, в которой хорошие эксплуатационные характеристики на мокрой дорожной поверхности и хорошие эксплуатационные характеристики на сухой дорожной поверхности достигаются совместимым образом с тем, что обеспечивается высокая эффективность использования топлива и широкое свободное пространство в транспортном средстве; и способ использования этой пневматической радиальной шины.
Авторы настоящего изобретения провели серьезное исследование для решения проблем, описанных выше.
В результате этого, авторы изобретения, во-первых, обнаружили, что уменьшение ширины шины и увеличение диаметра шины или, более конкретно, регулирование ширины (SW) поперечного сечения и наружного диаметра (OD) радиальной шины в соответствии с некоторым надлежащим соотношением SW-OD является очень эффективным в том, что касается обеспечения хорошей эффективности использования топлива и широкого свободного пространства в транспортном средстве, использующем радиальную шину.
Кроме того, авторы изобретения недавно обнаружили, что i) наделение радиальной шины, имеющей малую ширину и большой диаметр, рисунком протектора, имеющим, по существу, основную канавку, простирающуюся в направлении вдоль окружности протектора, и ii) задание надлежащего отношения отрицательной площади основной канавки в протекторе, являются эффективными в том, что касается улучшения эксплуатационных характеристик шины на мокрой дорожной поверхности при обеспечении хороших эксплуатационных характеристик на сухой дорожной поверхности.
Настоящее изобретение было сделано на основе вышеупомянутых обнаруженных фактов, и его основные конструктивные признаки являются следующими:
(1) Пневматическая радиальная шина для пассажирского транспортного средства, соответствующая настоящему изобретению, имеющая каркас, составленный из слоев в виде радиально расположенного корда и выполненный в тороидальной форме в поперечном направлении по отношению к паре бортовых участков, и протектор, характеризующаяся тем, что:
контактирующая с грунтом поверхность протектора шины снабжена либо, как канавкой, только, по меньшей мере, одной основной канавкой, простирающейся в направлении вдоль окружности протектора, либо, как канавками, только основной канавкой и, по меньшей мере, одной вспомогательной канавкой, отличной от основной канавки, причем вспомогательная канавка имеет ширину канавки, составляющую ≤2 мм в области по ширине протектора, каковая область имеет середину, совмещенную с экваториальной плоскостью шины, и ширину, соответствующую 80% от ширины протектора на поверхности, контактирующей с грунтом;
отношение отрицательной площади основной канавки находится в диапазоне от 12% до 20% (включая 12% и 20%);
при условии, что SW и OD представляют, соответственно, ширину поперечного сечения и наружный диаметр шины, SW/OD≤0,26 в случае, когда SW<165 (мм); и
в случае, когда SW≥165 (мм), SW и OD удовлетворяют формуле, показанной ниже.
OD≥2,135×SW+282,3
Пневматическая радиальная шина для пассажирского транспортного средства, соответствующая настоящему изобретению, имеющая каркас, составленный из слоев в виде радиально расположенного корда и выполненный в тороидальной форме в поперечном направлении по отношению к паре бортовых участков, и протектор, характеризующаяся тем, что:
контактирующая с грунтом поверхность протектора шины снабжена либо, как канавкой, только, по меньшей мере, одной основной канавкой, простирающейся в направлении вдоль окружности протектора, либо, как канавками, только основной канавкой и, по меньшей мере, одной вспомогательной канавкой, отличной от основной канавки, причем вспомогательная канавка имеет ширину канавки, составляющую ≤2 мм в области по ширине протектора, каковая область имеет середину, совмещенную с экваториальной плоскостью шины, и ширину, соответствующую 80% от ширины протектора на поверхности, контактирующей с грунтом;
отношение отрицательной площади основной канавки находится в диапазоне от 12% до 20% (включая 12% и 20%);
при условии, что SW и OD представляют, соответственно, ширину поперечного сечения и наружный диаметр шины, SW и OD удовлетворяют формуле, показанной ниже.
2
OD≥-0,0187×SW+9,15×SW-380
В настоящем изобретении, термин "контактирующая с грунтом поверхность" протектора представляет область по всей периферии в направлении окружности шины поверхности протекторной резины шины в контакте с плоской плитой, когда шина помещена вертикально по отношению к этой плоской плите в некотором стандартном состоянии, при котором шина собрана с ободом и накачана с максимальным давлением воздуха, под максимальной нагрузкой, предписанной для каждого транспортного средства, на котором подлежит установке эта шина. Термин "ширина протектора" представляет максимальную ширину (в направлении ширины шины) контактирующей с грунтом поверхности шины в вышеупомянутом стандартном состоянии. Термин "максимальная нагрузка, предписанная для каждого пассажирского транспортного средства" представляет наибольшее значение нагрузки среди соответствующих четырех значений нагрузки, приложенных к четырем шинам пассажирского транспортного средства в случае, когда в этом пассажирском транспортном средстве едет предписанное в качестве верхнего предела количество пассажиров.
Термин "вспомогательная канавка, имеющая ширину канавки, составляющую ≤2 мм" может включать в себя подобное отверстию углубление, имеющее диаметр ≤2 мм, как это показано на Фиг. 7А.
Кроме того, термин "основная канавка, простирающаяся в направлении вдоль окружности протектора" представляет канавку, непрерывно простирающуюся в направлении вдоль окружности протектора по всей периферии шины, и может включать в себя, например, зигзагообразно простирающуюся канавку, равно как и канавку, простирающуюся линейно полностью параллельно направлению вдоль окружности протектора.
Также, в дополнение к этому, термин "отношение отрицательной площади основной канавки" представляет отношение общей площади всех основных канавок, предусмотренных на поверхности протектора, контактирующей с грунтом, к площади поверхности протектора, контактирующей с грунтом. Площадь каждой основной канавки вычисляется как площадь участка - проема этой основной канавки.
В соответствии с настоящим изобретением, имеется возможность предложить пневматическую радиальную шину для пассажирского транспортного средства, в которой хорошие эксплуатационные характеристики на мокрой дорожной поверхности и хорошие эксплуатационные характеристики на сухой дорожной поверхности достигаются совместимым образом с обеспечением высокой эффективности использования топлива и широким свободным пространством в транспортном средстве.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
Фиг. 1А представляет собой вид, поясняющий рабочие характеристики при езде по мокрой поверхности, относящиеся к радиальной шине, имеющей большую ширину. Фиг. 1В представляет собой вид, поясняющий рабочие характеристики при езде по мокрой поверхности, относящиеся к радиальной шине, имеющей малую ширину.
Фиг. 2 представляет собой вид, на котором показаны ширина (SW) поперечного сечения и наружный диаметр (OD) шины.
Фиг. 3А представляет собой вид, на котором показано транспортное средство, имеющее установленные на нем шины, соответствующие настоящему изобретению, с большими диаметрами и малыми ширинами. Фиг. 3В представляет собой вид, на котором показано транспортное средство, имеющее установленные на нем традиционные шины.
Фиг. 4А представляет собой график, на котором показаны соотношения между SW (шириной поперечного сечения) и OD (наружным диаметром), наблюдаемые в тестовых шинах по настоящему изобретению и традиционных тестовых шинах.
Фиг. 4В представляет собой график, на котором показано соотношение между SW (шириной поперечного сечения) и OD (наружным диаметром), наблюдаемое в тестовых шинах по настоящему изобретению и традиционных тестовых шинах.
Фиг. 5 представляет собой график, на котором показана зависимость между значением сопротивления качению и значением аэродинамического сопротивления в каждой из тестовых шин.
Фигуры с 6А по 6F представляют собой развернутые виды, на каждом из которых показан рисунок протектора шины, соответствующей одному варианту реализации настоящего изобретения.
Фигуры с 7А по 7С представляют собой развернутые виды, на каждом из которых показан рисунок протектора шины, соответствующей другому варианту реализации настоящего изобретения.
Фигуры 8А и Фиг.8В представляют собой развернутые виды, на каждом из которых показан рисунок протектора шины, соответствующей одному варианту реализации настоящего изобретения.
Фигуры с 9А по 9С представляют собой развернутые виды, на каждом из которых показан рисунок протектора шины, соответствующей Сравнительному примеру.
Фигуры с 10А по 10С представляют собой развернутые виды, на каждом из которых показан рисунок протектора шины, соответствующей Сравнительному примеру. Фиг. 10D и Фиг. 10Е представляют собой развернутые виды, на каждом из которых показан рисунок протектора шины, соответствующей настоящему изобретению.
Ниже будет описано то, каким образом реализована пневматическая радиальная шина для пассажирского транспортного средства, соответствующая настоящему изобретению (каковая шина будет в дальнейшем именоваться просто как "шина").
Сначала авторы настоящего изобретения обратили внимание на тот факт, что ширина (SW) поперечного сечения шины (смотри Фиг. 2) для радиальной шины, меньшая, чем эта ширина для традиционной радиальной шины, обеспечивает широкое свободное пространство в транспортном средстве, в частности, широкое пространство для размещения приводного элемента в зонах вблизи от шины, расположенных с внутренней стороны транспортного средства (смотри Фиг. 3А).
Ширина (SW) поперечного сечения шины для радиальной шины, меньшая, чем эта ширина для традиционной радиальной шины, также дает хороший результат, заключающийся в уменьшении значения аэродинамического сопротивления (значения Cd) транспортного средства, потому что площадь шины, которая видна спереди этого транспортного средства, уменьшается.
Однако в этом случае имеется недостаток, заключающийся в том, что значение сопротивления качению (значение RR) шины увеличивается вследствие увеличения величины деформации контактирующего с грунтом участка протектора, когда внутреннее давление воздуха в шине остается тем же самым.
Ввиду вышеописанной ситуации, авторы настоящего изобретения обнаружили, что эта проблема может быть решена с использованием характеристик, присущих радиальной шине. В частности, авторы настоящего изобретения поняли, что, в случае радиальной шины, имеющей меньшую величину деформации протектора, чем шина с диагональным кордом, имеется возможность сделать радиальную шину менее подверженной воздействию неровной дорожной поверхности и, таким образом, уменьшить значение сопротивления качению (значение RR) этой шины при сохранении внутреннего давления воздуха тем же самым, увеличив наружный диаметр (OD) (смотри Фиг. 2) радиальной шины по сравнению с традиционной радиальной шиной. Кроме того, авторы настоящего изобретения также поняли, что увеличение наружного диаметра (OD) радиальной шины увеличивает грузоподъемность шины. Также, в дополнение к этому, увеличение наружного диаметра радиальной шины увеличивает высоту ведущих валов, увеличивая пространство под ходовой частью, делая, таким образом, возможным наличие в транспортном средстве широких пространств для автомобильного багажника, приводных узлов и тому подобного.
Другими словами, уменьшение ширины и увеличение наружного диаметра шины эффективно обеспечивает, соответственно, широкое пространство в транспортном средстве, хотя эти параметры находятся в некотором компромиссном соотношении в том, что касается значения сопротивления качению (значения RR). Уменьшение ширины шины также с успехом уменьшает значение аэродинамического сопротивления (значение Cd) транспортного средства.
Ввиду этого, авторы настоящего изобретения провели серьезное исследование оптимизации соотношения между шириной поперечного сечения шины и наружным диаметром шины таким образом, чтобы значение аэродинамического сопротивления (значение Cd) и значение сопротивления качению (значение RR) транспортного средства улучшились по сравнению с традиционной радиальной шиной.
В частности, авторы настоящего изобретения, обратив свое внимание на соотношение между шириной (SW) поперечного сечения шины и наружным диаметром (OD) шины, выполнили испытание, включающее в себя установку на транспортное средство тестовых шин с различными размерами шины (некоторые из них были нестандартными изделиями) и измерение значения аэродинамического сопротивления (значения Cd) и значения сопротивления качению (значения RR) для каждого типа или размера тестовых шин. На основе результатов измерения было опытным путем выведено условие, которому удовлетворяют SW и OD в случае, когда оба значения из числа: значения аэродинамического сопротивления и значения сопротивления качению, превосходили эти значения для традиционной радиальной шины.
Результаты эксперимента, из которых было получено оптимальное соотношение между SW и OD, будут подробно описаны ниже.
Во-первых, в качестве Эталонной шины (1) была приготовлена шина, имеющая размер шины: 195/65R15, каковой размер шины используется в транспортных средствах наиболее распространенных типов и таким образом подходящий для сравнения рабочих характеристик шины. Также, в качестве Эталонной шины (2) была приготовлена шина, имеющая размер шины: 225/45R17, который представляет собой то, что называется "увеличенной на дюйм версией" Эталонной шины (1).
Кроме того, также были приготовлены другие тестовые шины (тестовые шины: с 1 по 52, и традиционные тестовые шины: с 1 по 9), имеющие различные размеры шин.
Каждая из этих тестовых шин была собрана с ободом и подвергнута нижеследующим испытаниям.
В Таблице 1, на Фиг. 4А и Фиг. 4В показаны соответствующие конкретные характеристики соответствующих тестовых шин. Характеристики каждой тестовой шины, отличные от характеристик, показанных в Таблице 1, (например, их внутренняя конструкция) были одинаковыми с характеристиками обычно используемых шин. Каждая из тестовых шин включала в себя каркас, составленный из слоев в виде радиально расположенного корда и выполненный в тороидальной форме в поперечном направлении по отношению к паре бортовых участков, и протектор.
Что касается размеров шин, то были широко исследованы разнообразные размеры шин, включающие в себя традиционные размеры, предписанные в JATMA (The Japan Automobile Tyre Manufacturers Association, Inc. (Японской ассоциации изготовителей автомобильных шин, Инк.)) в Японии, TRA (THE TIRE and RIM ASSOCIATION INC. (Ассоциации шин и ободов, Инк.) в Соединенных Штатах, ETRTO (European Tyre and Rim Technical Organisation (Европейской технической организации шин и ободов) в Европе, и тому подобное, и размеры шин, не входящие в число этих традиционных размеров.
Сопротивление качению (значение RR)
Сопротивление качению было измерено путем: сборки каждой из тестовых шин, описанных выше, с ободом для получения сборочной единицы "шина - обод", накачанной с внутренним давлением, которое показано в Таблицах 2-1 и 2-2; приложения к этой сборочной единице "шина - обод" максимальной нагрузки, предписанной для того транспортного средства, на которое устанавливается эта шина; и вращения шины со скоростью вращения барабана, составляющей 100 км/час, для измерения сопротивления ее качению.
Результаты оценки показаны в виде значений, проиндексированных относительно значения "100" для Эталонной шины (1). Меньшее проиндексированное значение представляет меньшее сопротивление качению.
Значение (Cd) аэродинамического сопротивления транспортного средства
Аэродинамическое сопротивление было определено путем: сборки каждой из тестовых шин, описанных выше, с ободом для получения сборочной единицы "шина - обод", накачанной с внутренним давлением, которое показано в Таблицах 2-1 и 2-2; установки этой сборочной единицы "шина - обод" на транспортном средстве с рабочим объемом (двигателя), составляющим 1500 кубических сантиметров; и обдува шины воздухом со скоростью, соответствующей 100 км/час, и измерения значения давления воздуха, которое испытывает шина, посредством весов, установленных на полу под шиной. Для оценки результаты были преобразованы к значениям, проиндексированным относительно значения "100" для Эталонной шины (1). Меньшее проиндексированное значение представляет меньшее аэродинамическое сопротивление. Результаты оценки показаны в Таблицах 2-1, 2-2 и на Фигурах 4А, 4В.
Из результатов тестов, показанных в Таблицах 2-1 и 2-2, на Фиг. 4А и Фиг. 5 было обнаружено, что радиальная шина демонстрирует удовлетворительно низкие значение аэродинамического сопротивления (значение Cd) и значение сопротивления качению (значение RR), совместимым образом, в состоянии, при котором шина установлена на транспортном средстве, по сравнению с Эталонной шиной (1), имеющей размер шины: 195/65R15, в качестве традиционной шины, в случае, когда шина имеет размер шины, удовлетворяющий нижеследующим формулам (каковые формулы в дальнейшем именуются "как формулы (1) соотношения"), при условии, что SW и OD представляют, соответственно, ширину поперечного сечения и наружный диаметр шины.
SW/OD≤0,26, когда SW<165 (мм); и
OD≥2,135×SW+282,3, когда SW≥165 (мм)
На Фиг. 4А показаны граничные линии (граничные линии, соответствующие линейным уравнениям), отделяющие тестовые шины, каждая из которых демонстрирует хороший эффект по уменьшению, совместимым образом, как значения сопротивления качению (значения RR), так и значения аэродинамического сопротивления (значения Cd) этой шины, от тестовых шин, не приводящих к этому эффекту в удовлетворительной мере. В частности, одна из граничных линий состоит из линии, выражающей OD=(1/0,26)×SW, когда SW<165 (мм), и линии, выражающей OD=2,135×SW+282,3, когда SW≥165 (мм).
Из результатов испытаний, показанных в Таблицах 2-1 и 2-2, на Фиг. 4В и Фиг. 5, было обнаружено, что радиальная шина демонстрирует удовлетворительно низкие значение аэродинамического сопротивления (значение Cd) и значение сопротивления качению (значение RR), совместимым образом, в состоянии, при котором шина установлена на транспортном средстве, по сравнению с Эталонной шиной (1), имеющей размер шины: 195/65R15, в качестве традиционной шины, в случае, когда шина накачана с внутренним давлением ≥250 килопаскалей, имеет размер шины, удовлетворяющий нижеследующей формуле (эта формула в дальнейшем именуется "как формула (2) соотношения"), при условии, что SW и OD представляют, соответственно, ширину поперечного сечения и наружный диаметр шины.
2
OD≥-0,0187×SW+9,15×SW-380
На Фиг. 4В показана граничная линия (граничная линия, соответствующая квадратному уравнению), отделяющая тестовые шины, каждая из которых демонстрирует хороший эффект по уменьшению, совместимым образом, как значения сопротивления качению (значения RR), так и значения аэродинамического сопротивления (значения Cd) этой шины, от тестовых шин, не приводящих к этому эффекту в удовлетворительной мере. В частности, эта граничная линия состоит из кривой второго порядка, выражающей
2
OD=-0,0187×SW+9,15×SW-380.
Кроме того, авторы настоящего изобретения обнаружили, что в тестовых шинах: с (1) по (7) и (17), каждая из которых удовлетворяет выражению SW/OD≤0,24, вышеупомянутый хороший эффект получается с более высокой надежностью, чем в других тестовых шинах, как это показано в Таблицах 2-1, 2-2 и на Фигурах 4А и 5.
Далее, для каждой из тестовых шин: с (1) по (18), были выполнены нижеследующие испытания для оценки эффективности использования топлива и комфортабельности (степени наличия свободного пространства) в транспортном средстве, на котором была установлена шина.
Экономия топлива при эксплуатации
Испытание было выполнено на основе испытательного цикла JOC 8, предписанного Министерством земельных угодий, инфраструктуры, транспорта и туризма (MLIT) Японии. Результаты оценки показаны в виде значений, проиндексированных относительно значения "100" для Эталонной шины (1). Более высокое проиндексированное значение представляет лучшую эффективность использования топлива.
Комфортабельность
Каждая из тестовых шин была установлена на транспортном средстве, имеющем 1,7 м в ширину, и измерялась получаемая в результате ширина заднего багажника. Результаты оценки показаны в виде значений, проиндексированных относительно значения "100" для Эталонной шины (1). Более высокое проиндексированное значение представляет лучшую комфортабельность.
Результаты испытаний, полученные таким образом, показаны в Таблице 3, приведенной ниже.
Из Таблицы 3 следует, что некоторые из тестовых шин, не удовлетворяющих ни формулам (1) соотношения, ни формуле (2) соотношения (см. Фиг. 4А и 4В), продемонстрировали в отношении, по меньшей мере, одного показателя из числа: эффективности использования топлива и комфортабельности, более плохие результаты, чем Эталонная шина (1). В противоположность этому, тестовые тины: с 1 по 7, 12 и 17 (см. Фиг. 4А и 4В), удовлетворяющие, по меньшей мере, одному из числа: формул (1) соотношения и формулы (2) соотношения, все как одна продемонстрировали более хорошие результаты, чем Эталонная шина (1), как в отношении эффективности использования топлива, так и в отношении комфортабельности.
Авторы настоящего изобретения из полученных данных, описанных выше, обнаружили, что имеется возможность уменьшить как значение аэродинамического сопротивления, так и значение сопротивления качению пневматической радиальной шины в состоянии, при котором шина установлена на транспортном средстве, и также увеличить эффективность использования топлива и комфортабельность транспортного средства, задав ширину (SW) поперечного сечения и наружный диаметр (OD) шины таким образом, чтобы они удовлетворяли вышеупомянутым формулам (1) соотношения и/или формуле (2) соотношения.
Далее, будет описан рисунок протектора, требующийся для того, чтобы пневматическая радиальная шина для пассажирского транспортного средства, у которой SW и OD удовлетворяют формулам (1) соотношения и/или формуле (2) соотношения, достигла, совместимым образом, хороших эксплуатационных характеристик на мокрой дорожной поверхности и хороших эксплуатационных характеристик на сухой дорожной поверхности.
Фигуры с 6А по 6F представляют собой развернутые виды, на каждом из которых показан рисунок протектора пневматической радиальной шины для пассажирского транспортного средства, удовлетворяющей формулам (1) соотношения и/или формуле (2) соотношения, в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения.
На Фиг. 6А и Фиг. 6В показаны развернутые виды протекторов шин, соответствующих, соответственно, первому и второму вариантам реализации настоящего изобретения.
Эти шины по настоящему изобретению имеют каждая, по меньшей мере, одну канавку, включающую в себя, по меньшей мере, одну основную канавку (2а), простирающуюся в направлении вдоль окружности протектора, сформированную на поверхности (1) протектора, контактирующей с грунтом, как это, соответственно, показано на Фиг. 6А и Фиг. 6В. В примере, показанном на Фиг.6 А, контактирующая с грунтом поверхность (1) протектора шины снабжена, что касается канавок, только тремя основными канавками (2а), простирающимися в направлении вдоль окружности протектора. В примере, показанном на Фиг. 6В, контактирующая с грунтом поверхность (1) протектора шины снабжена, что касается канавок, только двумя основными канавками (2а), простирающимися в направлении вдоль окружности протектора.
Критически важно, чтобы отношение отрицательной площади основной канавки на каждой из шин в первом и втором вариантах реализации настоящего изобретения находилось в диапазоне от 12% до 20% (включая 12% и 20%).
Далее будет описан эффект, полученный благодаря шинам по первому и второму вариантам реализации настоящего изобретения.
В соответствии с каждой из шин по первому и второму вариантам реализации настоящего изобретения, вода легко отводится к соответствующим сторонам в направлении ширины шины, и на мокрой дорожной поверхности поступление воды в пределы поверхности, контактирующей с грунтом, сдерживается, как это схематично показано стрелками на Фиг. 1В, потому что шина, удовлетворяющая формулам (1) соотношения и/или формуле (2) соотношения, имеет относительно малую ширину шины, то есть относительно малую ширину (контактирующей с землей) передней поверхности.
Кроме того, что касается отвода воды, которая поступила в пределы контактирующей с грунтом поверхности шины, то каждая из шин по первому и второму вариантам реализации изобретения может эффективно отводить воду благодаря выполнению в ней канавок (2а), что простирающихся в направлении вдоль окружности протектора, как это показано на Фигурах 6А и 6В, потому что шина, удовлетворяющая формулам (1) соотношения и/или формуле (2) соотношения и имеющая, таким образом, относительно большой диаметр, имеет относительно большую длину (L) контакта с грунтом в направлении окружности шины, как это показано на Фиг. 1В. Соответственно, даже рисунок канавок, снабженный только основными канавками (2а), простирающимися в направлении вдоль окружности протектора (то есть рисунок канавок, лишенный канавок, открытых по краям (ТЕ) протектора), как показано на Фигурах 6А и 6В, может надежно демонстрировать удовлетворительно хорошие дренирующие свойства.
Кроме того, в соответствии с каждой из шин по первому и второму вариантам реализации изобретения, имеется возможность обеспечивать удовлетворительное дренирование и улучшить эксплуатационные характеристики шины на мокрой дорожной поверхности даже при, в значительной мере, низком отношении отрицательной площади, составляющем ≤20%, основной канавки.
Что касается эксплуатации на сухой дорожной поверхности, то каждая из шин по первому и второму вариантам реализации изобретения может обеспечивать удовлетворительно большую площадь выступающих участков вследствие низкого отношения (≤20%) отрицательной площади основных канавок этой шины. Кроме того, контактирующая с грунтом поверхность протектора снабжена, что касается канавок, только основными канавками, простирающимися в направлении вдоль окружности протектора, благодаря чему выступающие участки шины простираются непрерывно в направлении вдоль окружности и имеют относительно высокие жесткости для того, чтобы хорошо препятствовать сминанию выступающих участков. В результате этого, шина может наверняка иметь удовлетворительно большую площадь контакта с грунтом, хорошую устойчивость управления, хорошую тормозную характеристику на сухой дорожной поверхности и хорошую износостойкость.
В настоящем изобретении, удовлетворительные дренирующие характеристики не могут быть обеспечены в случае, когда отношение отрицательной площади основной канавки меньше чем 12%, потому что тогда общая площадь основных канавок слишком мала. С другой стороны, удовлетворительные эксплуатационные характеристики на сухой дорожной поверхности не могут быть обеспечены в случае, когда отношение отрицательной площади превышает 20%, потому что тогда слишком мала общая площадь выступающих участков.
Как было описано выше, в соответствии с каждой из шин по первому и второму вариантам реализации настоящего изобретения, имеется возможность достигнуть хороших эксплуатационных характеристик на мокрой дорожной поверхности и хороших эксплуатационных характеристик на сухой дорожной поверхности совместимым образом с обеспечением высокой эффективности использования топлива и широким свободным пространством в транспортном средстве.
Шины, соответствующие первому и второму вариантам реализации настоящего изобретения, на поверхности своего протектора, контактирующей с грунтом, не имеют каждая никаких канавок, отличных от основных канавок. Соответственно, эти шины имеют более высокие жесткости выступающих участков и, соответственно, в частности, более хорошие эксплуатационные характеристики на сухой дорожной поверхности, чем шины по вариантам (с третьего по шестой) реализации изобретения, описанным ниже.
Фигуры с 6С по 6F представляют собой развернутые виды протекторов шин, соответствующих вариантам (с третьего по шестой) реализации настоящего изобретения, на каждом из которых показан случай, при котором протектор имеет канавки (вспомогательные канавки) помимо основных канавок, простирающихся в направлении вдоль окружности протектора.
Шина по третьему варианту реализации изобретения имеет, по меньшей мере, одну канавку, включающую в себя, по меньшей мере, одну основную канавку (2а), простирающуюся в направлении вдоль окружности протектора, сформированную на поверхности (1) протектора, контактирующей с грунтом, как это показано на Фиг. 6С.
В частности, шина по третьему варианту реализации изобретения имеет три основные канавки (2а), простирающиеся в направлении вдоль окружности протектора и вспомогательные канавки (2b) (две вспомогательные канавки в области, показанной на Фиг. 6С), простирающиеся в направлении ширины протектора, сформированные на поверхности (1) протектора, контактирующей с грунтом, как это показано на Фиг. 6С.
В настоящем варианте реализации изобретения, каждая из вспомогательных канавок (2b), как канавок, отличных от основных канавок (2а), простирающихся в направлении вдоль окружности протектора, имеет ширину канавки ≤2 мм в области (С) по ширине протектора (области между двумя граничными линиями m на Фиг. 6С), имеющей середину, совмещенную с экваториальной плоскостью шины, и ширину, соответствующую 80% от ширины протектора на поверхности, контактирующей с грунтом.
Очень важно, чтобы отношение отрицательной площади основной канавки на шине по третьему варианту реализации настоящего изобретения находилось в диапазоне от 12% до 20% (включая 12% и 20%), как и в предшествующих вариантах реализации изобретения.
Далее будет описан эффект, полученный благодаря шине по третьему варианту реализации настоящего изобретения.
В соответствии с шиной по третьему варианту реализации изобретения, прежде всего, на мокрой дорожной поверхности может сдерживаться поступление воды на контактирующую с грунтом поверхность, потому что ширина передней поверхности является малой, как в шинах по первому и второму вариантам реализации изобретения.
Кроме того, вода может эффективно отводиться благодаря созданию основных канавок (2а), простирающихся там в направлении вдоль окружности протектора, как это показано на Фиг. 6С, потому что шина по настоящему варианту реализации изобретения имеет относительно большой диаметр, как и в первом варианте реализации изобретения. И еще, в дополнение к этому, хорошее дренирование для хороших рабочих характеристик при езде по мокрой поверхности более надежно обеспечивается в шине по настоящему варианту реализации изобретения благодаря созданию вспомогательных канавок (2b), открытых по краям (ТЕ) протектора в ней.
И еще, в дополнение к этому, в соответствии с шиной по третьему варианту реализации изобретения, имеется возможность обеспечить удовлетворительное дренирование и улучшить эксплуатационные характеристики шины на мокрой дорожной поверхности при, в значительной мере, низком отношении отрицательной площади, составляющем ≤20%, основной канавки.
Что касается эксплуатации на сухой дорожной поверхности, то шина по третьему варианту реализации изобретения может обеспечивать удовлетворительно большую площадь выступающих участков вследствие низкого отношения (≤20%) отрицательной площади основных канавок этой шины. Кроме того, выступающие участки шины имеют относительно высокие жесткости для того, чтобы хорошо препятствовать сминанию выступающих участков, поскольку контактирующая с грунтом поверхность протектора снабжена только вспомогательными канавками (2b), каждая из которых имеет ширину канавки, составляющую ≤2 мм, отличными от основных канавок (2а), простирающихся в направлении вдоль окружности протектора. В результате этого, шина может наверняка иметь удовлетворительно большую площадь контакта с грунтом, хорошую устойчивость управления, хорошую тормозную характеристику на сухой дорожной поверхности и хорошую износостойкость.
В настоящем варианте реализации изобретения, как и в первом и во втором вариантах реализации изобретения, удовлетворительные дренирующие характеристики не могут быть обеспечены в случае, когда отношение отрицательной площади основной канавки меньше чем 12%, потому что тогда общая площадь основных канавок слишком мала. С другой стороны, удовлетворительные эксплуатационные характеристики на сухой дорожной поверхности не могут быть обеспечены в случае, когда отношение отрицательной площади превышает 20%, потому что тогда слишком мала общая площадь выступающих участков.
Кроме того, жесткости выступающих участков уменьшаются и хорошие эксплуатационные характеристики на сухой дорожной поверхности не могут быть обеспечены в случае, когда ширина канавки для вспомогательной канавки (2b) превышает 2 мм.
Соответственно, для того, чтобы обеспечить удовлетворительно высокие жесткости выступающих участков, предпочтительно, чтобы ширина канавки для вспомогательной канавки составляла ≤1 мм.
Как было описано выше, в соответствии с шиной по третьему варианту реализации настоящего изобретения, имеется возможность достигнуть хороших эксплуатационных характеристик на мокрой дорожной поверхности и хороших эксплуатационных характеристик на сухой дорожной поверхности совместимым образом с обеспечением высокой эффективности использования топлива и широким свободным пространством в транспортном средстве.
Шина по третьему варианту настоящего изобретения демонстрирует, в частности, более хорошее дренирование и более хорошие рабочие характеристики при езде по сухой поверхности, чем шины по первому и второму вариантам реализации изобретения, потому что первая из упомянутых шина помимо основных канавок (2а), простирающихся в направлении вдоль окружности протектора на поверхности (1) своего протектора, имеет также вспомогательные канавки (2b).
Фиг. 6D представляет собой развернутый вид протектора шины, соответствующей четвертому варианту реализации настоящего изобретения.
Шина по четвертому варианту реализации изобретения, показанная на Фиг. 6D, отличается от шины по третьему варианту реализации изобретения, показанному на Фиг. 6С, только тем, что вспомогательные канавки (2b), отличные от основных канавок (2а), простирающихся в направлении вдоль окружности протектора, в первой из упомянутых шин простираются, будучи наклоненными по отношению к направлению ширины протектора.
В соответствии с шиной по четвертому варианту реализации изобретения, ее дренирующие свойства улучшаются по сравнению с шиной по третьему варианту реализации изобретения, потому что вспомогательные канавки (2b) первой из упомянутых шин простираются, будучи наклоненными по отношению к направлению ширины протектора таким образом, что первая из упомянутых шин может обеспечить более длинные проходы для воды, чем последняя.
В настоящем варианте реализации изобретения предпочтительно, чтобы угол наклона каждой из вспомогательных канавок (2b) по отношению к направлению ширины протектора находился в диапазоне от 20° до 60°. Угол наклона, составляющий ≥20°, может обеспечить удовлетворительно большую длину канавки для усиления дренирующего эффекта вспомогательной канавки, потому что больший угол наклона приводит в результате к большей длине канавки. Угол наклона, составляющий ≤60°, не дает угловым участкам выступающих участков, отграниченных вспомогательными канавками (2b), быть слишком острыми, то есть не дает жесткостям блока уменьшиться слишком низко, тем самым успешно обеспечивая хорошие эксплуатационные характеристики на сухой дорожной поверхности.
Фиг. 6Е представляет собой развернутый вид протектора шины, соответствующей пятому варианту реализации настоящего изобретения.
В шине по пятому варианту реализации изобретения, показанной на Фиг. 6Е, вспомогательные канавки (2b), отличные от основных канавок (2а), простирающихся в направлении вдоль окружности протектора, простираются каждая от экваториальной плоскости (CL) шины к внешней стороне в направлении ширины протектора в на каждом половинном, в направлении ширины протектора, участке протектора таким образом, что угол наклона каждой вспомогательной канавки (2b) по отношению к направлению ширины протектора постепенно увеличивается от экваториальной плоскости (CL) шины к внешней стороне в направлении ширины протектора. В примере, показанном на Фиг. 6Е, каждая из вспомогательных канавок (2b) выполнена таким образом, чтобы быть центрально симметричной относительно ее точки пересечения с экваториальной плоскостью (CL) шины.
В соответствии с шиной по пятому варианту реализации изобретения, показанному на Фиг. 6Е, жесткости выступающих участков увеличиваются, потому что вследствие искривленных конфигураций вспомогательных канавок (2b) обеспечивается тесный контакт обращенных друг к другу стенок канавки для каждой из вспомогательных канавок (2b). Таким образом, жесткости выступающих участков могут быть увеличены, притом, что в шине по пятому варианту реализации изобретения обеспечиваются хорошие дренирующие характеристики, эквивалентные шине по четвертому варианту реализации изобретения, так что особенно улучшаются эксплуатационные характеристики этой шины на сухой дорожной поверхности. Кроме того, в шине по пятому варианту реализации изобретения вследствие увеличения жесткостей выступающих участков обеспечивается удовлетворительно большая площадь контакта с грунтом при сохранении основными канавками (2а) хороших дренирующих характеристик, так что эксплуатационные характеристики этой шины на мокрой дорожной поверхности также улучшаются.
Фиг. 6F представляет собой развернутый вид протектора шины, соответствующей шестому варианту реализации настоящего изобретения.
Шина по шестому варианту реализации изобретения, показанному на Фиг. 6F, отличается от шины по четвертому варианту реализации изобретения, показанному на Фиг. 6D, только тем, что вспомогательные канавки (2b), простирающиеся, будучи наклоненными по отношению к направлению ширины протектора, отличные от основных канавок (2а), простирающихся в направлении вдоль окружности протектора, предусматриваются каждая только на крайнем внешнем, в направлении ширины протектора, выступающем участке (3а), определенном соответствующим краем (ТЕ) протектора, и соответствующей основной канавкой (2а), простирающейся в направлении вдоль окружности протектора и примыкающей к этому краю (ТЕ) протектора.
В соответствии с шиной по шестому варианту реализации изобретения, имеется возможность улучшить эксплуатационные характеристики на мокрой дорожной поверхности благодаря хорошему дренированию на соответствующих крайних внешних, в направлении ширины протектора, выступающих участках, имеющих на себе вспомогательные канавки (2b), сводя при этом ухудшение эксплуатационных характеристик на сухой дорожной поверхности к минимуму благодаря высоким жесткостям выступающих участков на внутренней стороне в направлении ширины протектора.
2
2
В настоящем изобретении, в случае, при котором контактирующая с грунтом поверхность протектора имеет вспомогательные канавки, как было описано здесь выше, предпочтительно, чтобы общая длина (L) вспомогательных канавок, приходящаяся на единичную площадь поверхности протектора, контактирующей с грунтом, находилась в диапазоне 0 (мм/мм)<L≤0,05 (мм/мм).
2
Посредством выполнения вспомогательных канавок могут быть улучшены дренирующие свойства. В этой связи, имеется возможность надежным образом получать высокие жесткости выступающих участков, обеспечивающих хорошие эксплуатационные характеристики на сухой дороге, задавая вышеупомянутую общую длину (L) таким образом, чтобы она не превышала 0,05 (мм/мм).
В настоящем изобретении термин "общая длина вспомогательных канавок, приходящаяся на единичную площадь поверхности протектора, контактирующей с грунтом" представляет частное, полученное посредством деления суммы длин протяженности (длина протяженности представляет собой длину в направлении протяженности) всех вспомогательных канавок, предусмотренных на контактирующей с грунтом поверхности протектора на площадь контактирующей с грунтом поверхности протектора.
Что касается обеспечения высоких жесткостей выступающих участков, то предпочтительно, чтобы количество основных канавок составляло три или меньше.
Что касается достижения, совместимым образом, хороших рабочих характеристик при езде по мокрой поверхности и хороших рабочих характеристик при езде по сухой поверхности, то предпочтительно, чтобы ширина канавки для основной канавки находилась в диапазоне от 4 мм до 30 мм, и предпочтительно, чтобы глубина канавки для основной канавки находилась в диапазоне от 5 мм до 8 мм.
Предпочтительно, чтобы в вариантах (с третьего по шестой) реализации изобретения глубина канавки для вспомогательной канавки (2b) составляла, по меньшей мере 4 мм и не превышала глубину основной канавки (2а). В этой связи, термин "глубина канавки" представляет максимальную глубину в случае, при котором канавка имеет изменяющееся распределение глубины канавки в направлении ее протяженности.
Предпочтительно, чтобы глубина канавки для вспомогательной канавки (2b) составляла по меньшей мере 4 мм, потому что в таком случае вспомогательная канавка может эффективно функционировать в качестве прохода для воды и ее хорошие дренирующие свойства могут быть обеспечены даже после того, как протектор изношен.
Предпочтительно, чтобы шаг (промежуток) между вспомогательными канавками (2b) в направлении вдоль окружности протектора находился в диапазоне от 20 мм до 60 мм.
Шаг ≥20 мм с успехом обеспечивает высокую жесткость выступающих участков, а шаг ≤60 мм с успехом обеспечивает хорошие дренирующие свойства шины.
В настоящем изобретении, предпочтительно, чтобы контактирующая с грунтом поверхность (1) протектора имела: соответствующие крайние внешние, в направлении ширины протектора, выступающие участки (3а), каждый из которых определен соответствующим краем (ТЕ) протектора и соответствующей основной канавкой (2а), ближайшей к этому краю (ТЕ) протектора; и, по меньшей мере, один внутренний, в направлении ширины протектора, выступающий участок (3b), определенный с внутренней стороны, в направлении ширины протектора, от этих крайних внешних выступающих участков (3а) между основными канавками (2а), таким образом, чтобы ширина в направлении ширины протектора каждого крайнего внешнего выступающего участка (3а) составляла, по меньшей мере, 1/5 ширины поверхности протектора, контактирующей с грунтом.
Предпочтительно, чтобы ширина в направлении ширины протектора каждого крайнего внешнего выступающего участка (3а) составляла, по меньшей мере, 1/5 ширины поверхности протектора, контактирующей с грунтом, потому что в таком случае обеспечиваются жесткости крайних внешних выступающих участков (3а) и сдерживаются деформация сдвига и деформация смятия, имеющие место на крайних внешних выступающих участках (3а) на контактирующей с грунтом поверхности, так что устойчивость управления транспортным средством улучшается.
С другой стороны, что касается сдерживания ухудшения силы при повороте, вызванного короблением, то ширина в направлении ширины протектора каждого крайнего внешнего выступающего участка (3а) равна или меньше чем 1/3 ширины поверхности протектора, контактирующей с грунтом.
В настоящем изобретении термин "ширина в направлении ширины протектора каждого крайнего внешнего выступающего участка" (3а) представляет, в случае, при котором ширина изменяется в зависимости от положений в направлении вдоль окружности протектора, например, в случае, при котором основная канавка, определяющая выступающий участок, простирается зигзагообразно, среднее значение ширины, в направлении ширины протектора, крайнего внешнего выступающего участка по всей периферии протектора.
Кроме того, термин "ширина контактирующей с грунтом поверхности протектора" представляет расстояние (максимальное расстояние) в направлении ширины протектора между соответствующими краями контактирующей с грунтом поверхности протектора, находящимися в контакте с плоской плитой, в случае, когда шина помещена вертикально по отношению к этой плоской плите в состоянии, при котором шина собрана с ободом и накачана с максимальным давлением воздуха, под максимальной нагрузкой, предписанной для каждого транспортного средства, на котором подлежит установке эта шина.
Предпочтительно, чтобы ширина в направлении ширины протектора для внутреннего, в направления ширины протектора, выступающего участка (3b) составляла, по меньшей мере, 23 мм. В случае, при котором контактирующая с грунтом поверхность протектора имеет на себе множество внутренних выступающих участков (3b), предпочтительно, чтобы каждый из внутренних выступающих участков (3b) имел ширину ≥23 мм в направлении ширины протектора.
Предпочтительно, чтобы ширина в направлении ширины протектора для каждого внутреннего выступающего участка (3b) составляла, по меньшей мере, 23 мм, потому что в таком случае обеспечиваются высокие жесткости внутренних выступающих участков (3b), что улучшает устойчивость управления транспортным средством.
Ширина в направлении ширины протектора для внутреннего, в направлении ширины протектора, выступающего участка (3b) может быть задана составляющей 50 мм или меньше.
В настоящем изобретении, термин "ширина в направлении ширины протектора для внутреннего, в направлении ширины протектора, выступающего участка" представляет, в случае, при котором эта ширина изменяется в зависимости от положений в направлении вдоль окружности протектора, например в случае, при котором, по меньшей мере, одна из основных канавок, определяющих выступающий участок, простирается зигзагообразно, среднее значение ширины в направлении ширины протектора для внутреннего выступающего участка по всей периферии протектора.
Фигуры с 7А по 7С, представляют собой развернутые виды, на которых показаны рисунки протектора шин, соответствующих другим вариантам реализации настоящего изобретения.
Шины, показанные на Фигурах с 7А по 7С каждая имеют: множество (в примерах, показанных на чертежах - две или три) основных канавок (2а), простирающихся в направлении вдоль окружности протектора; соответствующие выступающие участки (3а), каждый из которых определен соответствующей основной канавкой (2а) и соответствующим краем (ТЕ) протектора; по меньшей мере, один выступающий участок (3b), определенный между основными канавками (2а); и множество вспомогательных канавок (2b), предусматриваемых на выступающих участках (3а), (3b). В настоящем варианте реализации изобретения, каждая из вспомогательных канавок (2b) имеет ширину канавки ≤2 мм в области (С) по ширине протектора (области между двумя граничными линиями m на Фигурах: 7А по 7С), имеющей середину, совмещенную с экваториальной плоскостью шины, и ширину, соответствующую 80% от ширины протектора на поверхности (1), контактирующей с грунтом. Следует отметить, что ширина канавки для вспомогательной канавки (2b) во внешних, в направлении ширины протектора, областях по отношению к области (С) по ширине протектора, показанной на Фиг. 7А, превышает 2 мм.
Соответствующие выступающие участки (3а), (3b) имеют каждый циклический рисунок, в котором вспомогательные канавки (2b) каждого типа предусмотрены в направлении вдоль окружности протектора с постоянным шагом (промежутком).
В примере, показанном на Фиг. 7А, крайний внешний, в направлении ширины протектора, выступающий участок (3а1) на одном половинном, в направлении ширины протектора, участке протектора снабжен: i) вспомогательными канавками (2b), каждая из которых простирается к внутренней стороне, в направлении ширины протектора, от соответствующего края (ТЕ) протектора и имеет ширину канавки, составляющую ≤2 мм; ii) вспомогательными канавками (2b), каждая из которых простирается к внутренней стороне, в направлении ширины протектора, от соответствующего края (ТЕ) протектора и имеет ширину канавки, составляющую >2 мм, в области с внешней, в направлении ширины протектора, стороны по отношению к области (С), и ширину канавки, составляющую ≤2 мм, в области (С); и iii) вспомогательными канавками (2b), каждая из которых открыта в соответствующую основную канавку (2а) и простирается от этой основной канавки (2а) к внешней, в направлении ширины протектора, стороне, так что вспомогательные канавки (2b) типа i) и вспомогательные канавки (2b) типа ii), располагаются, чередуясь в направлении вдоль окружности протектора.
Кроме того, в примере, показанном на Фиг. 7А, каждый из внутренних, в направлении ширины протектора, выступающих участков (3b1), (3b2) снабжен iv) множеством вспомогательных канавок (2b), каждая из которых открыта в соответствующую основную канавку (2а) и простирается в пределах этого внутреннего выступающего участка (3b1)/(3b2). Внутренний выступающий участок (3b1), в частности, снабжен v) вспомогательными канавками (2b), которые представляют собой подобные отверстию углубления, имеющие диаметр ≤2 мм.
И еще, в дополнение к этому, в примере, показанном на Фиг. 7А, крайний внешний, в направлении ширины протектора, выступающий участок (3а2) на другом половинном, в направлении ширины протектора, участке протектора снабжен: vi) вспомогательными канавками (2b), каждая из которых разветвлена на две подканавки на соответствующем краю (ТЕ) протектора и простирается к внутренней стороне в направлении ширины протектора. Одна из подканавок имеет ширину канавки, составляющую >2 мм, и заканчивается в пределах выступающего участка с внешней, в направлении ширины протектора, стороны по отношению к области (С). Другая из подканавок простирается к внутренней части области (С) и имеет ширину канавки, составляющую >2 мм, в области с внешней, в направлении ширины протектора, стороны по отношению к области (С) и ширину канавки, составляющую ≤2 мм, в области (С).
Примеры, показанные на Фиг. 7В и Фиг. 7С, имеют в себе, соответственно, три/две основные канавки (2а). В каждом из этих примеров, показанных на Фиг. 7В и Фиг. 7С, каждый выступающий участок (3а) снабжен: vii) вспомогательными канавками (2b), каждая из которых простирается от соответствующего края (ТЕ) протектора к внутренней, в направлении ширины протектора, стороне, заканчиваясь в пределах выступающего участка (3a); и viii) вспомогательными канавками (2b), каждая из которых простирается от соответствующей основной канавки (2а) к внешней, в направлении ширины протектора, стороне, заканчиваясь в пределах выступающего участка (3а), так что вспомогательные канавки (2b) типа vii) и вспомогательные канавки (2b) типа iii) располагаются, чередуясь в направлении вдоль окружности протектора. Кроме того, каждый выступающий участок (3b) снабжен: ix) вспомогательными канавками (2b), каждая из которых простирается от одной из основных канавок (2а), определяющей выступающий участок (3а) к внутренней, в направлении ширины протектора, стороне, заканчиваясь в пределах выступающего участка (3b); и x) вспомогательными канавками (2b), каждая из которых простирается от другой основной канавки (2а), определяющей выступающий участок (3) к внешней, в направлении ширины протектора, стороне, заканчиваясь в пределах выступающего участка (3b), так что вспомогательные канавки (2b) типа ix) и вспомогательные канавки (2b) типа x) располагаются, чередуясь в направлении вдоль окружности протектора.
Короче говоря, на рисунках протектора, показанных на Фигурах с 7А по 7С, один конец каждой вспомогательной канавки (2b) открыт на соответствующем краю (ТЕ) протектора/в соответствующую основную канавку (2а), а другой ее конец заканчивается в пределах выступающего участка.
На рисунках протектора, показанных на Фигурах: с 7А по 7С, при условии, что некоторый выступающий участок Z (гипотетически) отграничен основной канавкой (2а), ближайшей к каждому краю (ТЕ) протектора, и соответствующей граничной линией (m) области (С) по ширине протектора, каковая область имеет середину, совмещенную с экваториальной плоскостью (CL) шины, и ширину, соответствующую 80% от ширины протектора на поверхности (1), контактирующей с грунтом, на, по меньшей мере, одном участке из числа: внутреннего, в направлении ширины протектора, выступающего участка 3b (3b1, 3b2) и выступающего участка (Z) (в примерах, показанных на Фигурах: с 7А по 7С, на каждом из выступающих участков (3b), (Z)) удовлетворяются нижеследующие формулы соотношений.
1/4≤W1/W2≤3/4 и
ΣW 1≥W2
где W1 представляет длину, спроецированную на направление ширины протектора, каждой вспомогательной канавки (2b) (длину, в направлении ширины протектора, каждой вспомогательной канавки (2b), когда эта вспомогательная канавка (2b) проецируется в направлении вдоль окружности протектора); W2 представляет ширину, в направлении ширины протектора, выступающего участка, имеющего упомянутую вспомогательную канавку (2b), для, по меньшей мере, одного из выступающих участков (Z, 3b); ΣW1 представляет сумму длин, спроецированных на направление ширины протектора, всех вспомогательных канавок (2b), расположенных в пределах одного шага (например, двух вспомогательных канавок типа iv) и одной вспомогательной канавки типа v) на выступающем участке (3b1)), в направлении вдоль окружности протектора, вспомогательных канавок, то есть сумму длин в направлении ширины протектора этих вспомогательных канавок (2b), когда эти вспомогательные канавки (2b) проецируются в направлении вдоль окружности протектора.
Как было описано выше, в шине по настоящему изобретению, при условии, что выступающий участок (Z) определен основной канавкой (2а), ближайшей к каждому краю (ТЕ) протектора, и соответствующей граничной линией (m) (граничной линией (m), более близкой к упомянутой основной канавке (2а), из числа этих двух граничных линий (m), (m)), предпочтительно, чтобы на, по меньшей мере, одном участке из числа: внутреннего, в направлении ширины протектора, выступающего участка 3b (3b1, 3b2) и выступающего участка (Z), которые показаны на Фигурах: с 7А по 7С, удовлетворялись нижеследующие формулы соотношений.
1/4≤W1/W2≤3/4 и
ΣW1≥W2
Вышеупомянутое требование основано на обнаружении того, что обеспечение жесткости относительно важно в шине, имеющей малую ширину и большой диаметр, потому что такая шина испытывает относительно высокое давление контакта с грунтом, относительно легко достигая при этом хороших дренирующих свойств. Имеется возможность обеспечить удовлетворительные дренирующие характеристики, задав отношение W1/W2 таким образом, чтобы оно было ≥1/4, и ΣW1 таким образом, чтобы оно было ≥W2, и увеличить жесткости выступающих участков для того, чтобы дополнительно улучшить эксплуатационные характеристики на сухой дорожной поверхности, в частности, задав отношение W1/W2 таким образом, чтобы оно было ≤3/4.
Кроме того, предпочтительно, чтобы шина по настоящему изобретению использовалась при внутреннем давлении, составляющем 250 килопаскалей или выше.
Когда шина используется при высоком внутреннем давлении, натяжение брекерного пояса увеличивается, и, в результате этого увеличивается давление контакта с грунтом и улучшается сопротивление гидропланированию.
Предпочтительно, однако, чтобы используемое внутреннее давление составляло 400 килопаскалей или меньше, а более предпочтительно 350 килопаскалей или меньше. Обычно при внутреннем давлении в пределах вышеупомянутого диапазона пневматическая радиальная шина для легкового автомобиля может удовлетворительным образом выдерживать нагрузку и сдерживать ухудшение комфорта при езде, вызванное увеличению продольной динамической жесткости.
3
3
Предпочтительно, чтобы объем воздуха шины по настоящему изобретению был ≥15000 см, потому что шина для пассажирского транспортного средства должна иметь объем воздуха ≥15000 см, для того, чтобы гарантированно иметь минимальную грузоподъемность, требующуюся от легкового автомобиля, ездящего по дорогам общего пользования.
Примеры
Для того чтобы подтвердить эффект настоящего изобретения были подготовлены тестовые шины Примеров: с 1 по 21, и тестовые шины Сравнительных примеров: с 1 по 7. Детализированные характеристики соответствующих тестовых шин показаны в Таблице 4.
В Таблице 4, столбец "Отрицательное отношение" представляет отношение отрицательной площади основной канавки (основных канавок); столбец "Общая длина" представляет общую длину вспомогательных канавок, приходящуюся на единичную площадь поверхности протектора, контактирующей с грунтом; столбец "Ширина выступающего участка (3а)" представляет ширину, в направлении ширины протектора, крайнего внешнего, в направлении ширины протектора, выступающего участка; а столбец "Ширина выступающего участка (3b)" представляет ширину, в направлении ширины протектора, внутреннего, в направлении ширины протектора, выступающего участка. В столбце "W1/W2" два отношения W1/W2 показаны в сочетании, например, (0,1, 0,8), в том случае, когда от одного краевого участка выступающего участка простирается один тип вспомогательной канавки, а от другого краевого участка выступающего участка простирается другой тип вспомогательной канавки таким образом, что этот один тип вспомогательных канавок и другой тип вспомогательных канавок располагаются, чередуясь в направлении вдоль окружности протектора.
Кроме того, в каждом из Примеров с 1 по 21, и Сравнительных примеров с 1 по 7, основная канавка (2а) имеет глубину канавки 7 мм и линейно простирается, то есть наклонена под углом наклона, составляющим, по существу, 0° по отношению к направлению вдоль окружности протектора. И еще, в дополнение к этому, в тестовых шинах, имеющих вспомогательные канавки (2b), вспомогательные канавки (2b) имеют каждая глубину канавки: 5 мм и шаг (промежуток) между канавками в направлении вдоль окружности протектора: 30 мм.
Для оценки рабочих характеристик этих тестовых шин были выполнены нижеследующие испытания.
Тормозная характеристика на мокрой поверхности
Осуществлялось измерение тормозного пути (m) посредством: установки тестовых шин каждого типа на транспортное средство; ведения транспортного средства по мокрой дорожной поверхности со скоростью 60 км/час и затем нажатия педали тормоза к полу; и измерения расстояния, пройденного от нажатия педали тормоза до остановки транспортного средства.
Тормозные пути, измеренные таким образом, для оценки выражены в виде значений, проиндексированных по отношению к значению "100" для Сравнительного примера 4. Более высокое проиндексированное значение представляет более хорошую тормозную характеристику на мокрой поверхности.
Устойчивость управления
Устойчивость управления транспортным средством определялась путем: установки тестовой шины каждого типа на транспортном средстве; ведения транспортного средства по испытательной траектории, составленной из круговой траектории, включающей в себя длинную, прямую дорогу, траекторию оценки управления, включающую в себя много некрутых виражей, и тому подобное, на скорости в диапазоне от относительно низкой до приблизительно 150 км/час; и выяснения у водителя оценки устойчивости управления транспортным средством (управляемости), основанной на том, что он или она чувствовали (10 баллов для максимальной оценки). Более высокое проиндексированное значение представляет более хорошую устойчивость управления транспортным средством.
Тормозная характеристика на сухой поверхности
Осуществлялось измерение тормозного пути (m) посредством: установки тестовых шин каждого типа на транспортное средство; ведения транспортного средства по сухой дорожной поверхности со скоростью 40 км/час и затем нажатия педали тормоза к полу; и измерения расстояния, пройденного от нажатия педали тормоза до остановки транспортного средства.
Тормозные пути, измеренные таким образом, для оценки выражены в виде значений, проиндексированных по отношению к значению "100" для Сравнительного примера 4. Более высокое проиндексированное значение представляет более хорошую тормозную характеристику на сухой поверхности.
Износостойкость
Износостойкость определяли, подвергая тестовую шину каждого типа испытанию в испытательной машине барабанного типа, измеряя остающиеся глубины канавок после пробега 100000 км, и, основываясь на них, вычисляя величину износа.
Значения износостойкости, измеренные таким образом, для оценки выражены в виде значений, проиндексированных по отношению к значению "100" для Сравнительного примера 4. Более высокое проиндексированное значение представляет более хорошую износостойкость.
Экономия топлива при эксплуатации
Испытание на эффективность использования топлива было выполнено так, как это описано выше, и результирующие значения, измеренные таким образом, для оценки выражены в виде значений, проиндексированных по отношению к значению "100" для Сравнительного примера 4. Более высокое проиндексированное значение представляет более хорошую эффективность использования топлива.
Соответствующие результаты оценки показывают в Таблице 5.
Из Таблицы 5 следует, что шины Примеров: с 1 по 21, все как одна продемонстрировали высокую эффективность использования топлива и были в состоянии достигать, совместимым образом, хороших эксплуатационных характеристик на мокрой дорожной поверхности и хороших эксплуатационных характеристиках на сухой дорожной поверхности.
Кроме того, из сравнения Примера 7 с Примером 8, показанным в Таблице 5, следует, что Пример 7, в котором была оптимизирована "общая длина вспомогательных канавок, приходящаяся на единичную площадь контактирующей с грунтом поверхности протектора", продемонстрировал лучшие результаты (включая улучшенные эксплуатационные характеристики на сухой дорожной поверхности), чем Пример 8.
В дополнение к этому, из сравнения Примера 9 с Примером 10, показанным в Таблице 5, следует, что Пример 9, в котором была оптимизирована ширина, в направлении ширины протектора, выступающего участка (3 а), продемонстрировал лучшие результаты (включая лучшую устойчивость управления), чем Пример 10.
Кроме того, из сравнения Примера 11 с Примером 12, показанным в Таблице 5, следует, что Пример 12, в котором была оптимизирована ширина, в направлении ширины протектора, выступающего участка (3b), продемонстрировал лучшие результаты (включая лучшую устойчивость управления), чем Пример 11.
Из сравнения Примера 13 с Примером 14, показанным в Таблице 5, следует, что Пример 14, в котором шина использовалась при высоком внутреннем давлении, продемонстрировал лучшую эффективность использования топлива и рабочие характеристики при езде по мокрой поверхности, чем Пример 13.
Из сравнения Примера 17 с Примерами 4, 19, показанными в Таблице 5, следует, что Пример 17, в котором были оптимизированы W1/W2 и ΣW1/W2, продемонстрировал лучшие тормозную характеристику на мокрой поверхности, устойчивость управления, тормозную характеристику на сухой поверхности и износостойкость, чем Примеры 4, 19.
Перечень ссылочных позиций
1 Контактирующая с грунтом поверхность протектора
2а Основная канавка
2b Вспомогательная канавка
3а Крайний внешний, в направлении ширины протектора, выступающий участок
3b Внутренний, в направлении ширины протектора, выступающий участок
CL Экваториальная плоскость шины
ТЕ Край протектора.