ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TYRE

Область техники
Изобретение относится к пневматической шине и, в частности, к пневматической шине, используемой в качестве зимней шины.
Уровень техники
Пневматические шины для использования на заснеженных или обледенелых дорогах обычно содержат на протекторе: поперечные канавки, наклоненные к стороне, противоположной направлению вращения, и проходящие от исходного положения канавки, которое заканчивается возле середины шины, к наружной стороне шины в направлении по ширине шины; наклонные канавки, пересекающие по меньшей мере две поперечные канавки, а также проходящие в том же направлении и под большим углом чем поперечные канавки, которые пересекает наклонная канавка; центральную полосу проходящую непрерывно в окружном направлении шины по середине шины; краевые шашки расположенные с наружной стороны, в направлении по ширине шины, образующие наклонные канавки, и множество прорезей выполненных на центральной полосе и краевых шашках (патентный документ JP 4656239).
Раскрытие изобретения
Пневматическая шина, описанная в патентном документе JP 4656239, демонстрирует превосходные эксплуатационные характеристики на заснеженных и обледеневших дорогах, но демонстрирует недостаточные характеристики дренажа при езде на мокрых дорогах.
Задача изобретения заключается в создании пневматической шины, с хорошими характеристиками дренажа, сохраняя при этом эксплуатационные характеристики на заснеженных и обледенелых дорогах.
Поставленная задача решается созданием пневматической шины содержащей на поверхности протектора пару кольцевых канавок, проходящих с обеих сторон от середины шины; множество поперечных канавок, проходящих в направлении по ширине шины между кромкой протектора и ребристой центральной полосой, ограниченной парой кольцевых канавок; и продольные канавки, расположенные с наружной стороны кольцевых канавок в направлении по ширине шины и сообщающиеся между поперечными канавками, которые соединены друг с другом в окружном направлении шины. Каждая поперечная канавка содержит первую часть поперечной канавки, вторую часть поперечной канавки, расположенную дальше наружу в направлении по ширине шины, чем первая часть поперечной канавки, и переходную часть поперечной канавки, соединяющую первую и вторую части поперечной канавки. Центр канавки по ширине наружного конца, в направлении по ширине шины, первой части поперечной канавки расположен ближе к одной окружной стороне шины, чем центр канавки по ширине внутреннего конца, в направлении по ширине шины, второй части поперечной канавки. Переходная часть поперечной канавки проходит под углом относительно окружного направления шины так, что соединяет наружный конец, в направлении по ширине шины, первой части поперечной канавки и внутренний конец, в направлении по ширине шины, второй части поперечной канавки. Продольные канавки проходят под углом относительно окружного направления шины к противоположной стороне, на которой проходит переходная часть поперечной канавки. Конец на одной окружной стороне каждой из продольных канавок соединяется с участком, где вторая часть и переходная часть поперечной канавки на одной окружной стороне шины соединяются вместе. Конец на другой окружной стороне шины каждой продольной канавки соединен с участком, где первая часть и переходная часть поперечной канавки на другой окружной стороне шины соединены вместе. Благодаря содержанию вышеуказанных переходных частей поперечной канавки может быть обеспечен краевой эффект в поперечных канавках в окружном направлении шины в достаточной степени так, что характеристики движения, в частности поворота, могли быть улучшены при сохранении эксплуатационных характеристик на заснеженных и обледенелых дорогах. Кроме того, благодаря переходным частям поперечных канавок и продольных канавок, расположенных в вышеуказанных положениях, вода, проникающая в канавки, может быть эффективно отведена в наружные стороны в направлении по ширине шины, что улучшает дренажные характеристики на дорогах с мокрой поверхностью при сохранении эксплуатационных характеристик на заснеженных и обледенелых дорогах.
Что касается продольных канавок, выражение «проходит под углом относительно окружного направления шины в сторону, противоположную той стороне, на которой проходит переходная часть поперечной канавки» означает, что канавки проходят под наклонном, относительно окружного направления шины, в направлении, противоположном направлению, в котором проходит переходная часть поперечной канавки. Выражение «направление прохождения канавок» относится, когда канавки проходят изогнутым образом, к направлению, в котором проходит центральная линия амплитуды.
Предпочтительно каждая продольная канавка содержит первую часть продольной канавки, вторую часть продольной канавки, расположенную на одной окружной стороне шины первой части продольной канавки, и переходную часть продольной канавки, соединяющую первую и вторую части продольной канавки. Предпочтительно угол наклона переходной части продольной канавки относительно окружного направления шины больше, чем углы наклона первой и второй частей продольной канавки относительно окружного направления шины. Благодаря наличию переходных частей в продольных канавках можно обеспечить достаточный краевой эффект в направлении по ширине шины с тем, чтобы улучшить показатели движения.
Предпочтительно глубина продольных канавок меньше, чем глубина кольцевых канавок. Благодаря меньшей глубине продольных канавок, которые расположены еще дальше наружу в направлении по ширине шины, чем кольцевые канавки, снижение жесткости шашек с наружной стороны в направлении по ширине шины может быть ослаблено. Таким образом, наклон шашек может быть предотвращен, так что могут быть улучшены характеристики поворота и торможения. Когда продольные канавки будут неглубокими, поток воды по поперечным канавкам увеличится при движении по дороге с мокрой поверхностью, тем самым улучшится характеристика дренажа.
Кроме того, предпочтительно вторая часть поперечной канавки имеет участок, проходящий зигзагообразно, на виде в плане. Благодаря наличию второй части поперечной канавки содержащей проходящий зигзагообразно участок, в плечевых участках шины, подверженных высокому давлению при торможении обеспечивается достаточный краевой эффект, а тормозные характеристики могут быть улучшены.
Согласно изобретению предлагается пневматическая шина, имеющая лучшую характеристику дренажа при сохранении эксплуатационных характеристик на заснеженных и обледенелых дорогах.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан протектор пневматической шины в соответствии с изобретением, вид в плане в масштабе;
на фиг. 2 - то же, что и на фиг. 1, вид в плане в масштабе; и
на фиг. 3 показана пневматическая шина, показанная на фиг. 1, половина сечения по линии III-III, в направлении по ширине шины.
Описание вариантов осуществления изобретения
Далее пневматическая шина будет описана подробно со ссылками на чертежи.
Как показано из фиг. 1, пневматическая шина 1 содержит на протекторе пару кольцевых канавок 2, проходящих с обоих сторон середины С шины, множество поперечных канавок 3, каждая из которых непрерывно проходит в направлении по ширине шины между кромкой ТЕ протектора и ребристой центральной полосой CL, ограниченной парой кольцевых канавок 2, и продольными канавки 4, расположенными с наружных сторон кольцевых канавок 2 в направлении по ширине шины и сообщающиеся между поперечными канавками 3 соединяющиеся друг с другом в окружном направлении шины.
С каждой наружной стороны центральной полосы CL в направлении по ширине шины расположен ряд ML средних шашек, каждая из которых ограничена кольцевой канавкой 2, продольной канавкой 4 и поперечной канавкой 3. Кроме того, с наружной стороны каждого ряда средних шашек ML в направлении по ширине шины расположен ряд EL краевых шашек, каждая из которых ограничена продольной канавкой 4, кромкой ТЕ протектора и поперечной канавкой 3.
Центральная полоса CL, ряд ML средних шашек и ряд EL краевых шашек содержат множество прорезей S. Прорези S могут иметь разную форму. Например, прорези S могут представлять собой так называемые 3d прорези или 2d прорези. Прорези S могут также проходить в любом направлении. Например, как видно из фиг. 1, множество прорезей S, направлено и может быть расположено в центральной полосе CL, ряду ML средних шашек и ряду EL краевых шашек, для усиления краевого эффекта в направлении по ширине шины. В другом случае, множество прорезей S, ориентированных в кольцевом направлении шины, может быть выполнены для усиления краевого эффекта в окружном направлении шины. Благодаря наличию прорезей S эффект задира в нужном направлении может быть усилен на заснеженной дороге, тем самым эта характеристика может быть улучшена.
Пневматическая шина 1 представляет собой направленную шину. При использовании пневматическая шина 1 устанавливается на транспортное средство с возможностью вращения вниз, как показано на фиг. 1, когда вращение происходит в нормальном направлении (то есть, когда движение происходит вперед).
Пара кольцевых канавок 2, проходящих в окружном направлении шины, изгибается по амплитуде в направлении по ширине шины. В частности, как показано на фиг. 1, кольцевые канавки 2 имеют зигзагообразную форму, а именно имеют изгибы, каждый из которых является выпуклым вовнутрь в направлении по ширине шины между двумя поперечными канавками 3, которые соединяются друг с другом в окружном направлении шины.
Как показано на фиг. 1, каждая поперечная канавка 3 проходит под углом относительно направления по ширине шины. В частности, поперечная канавка 3, проходит под углом, изгибается дважды в сторону другой окружной стороны В. Поперечные канавки 3L, 3L' и 3Lʺ, расположенные на одной стороне от середины С шины (то есть, на левой стороне, как показано на фиг. 1) в направлении по ширине шины, и поперечные канавки 3R, 3R' и 3Rʺ, расположенные на другой стороне от середины С шины (то есть, на правой стороне, как показано на фиг. 1) в направлении по ширине шины, расположены параллельно окружному направлению шины с постоянным шагом. Положения, в которых поперечные канавки 3L, 3L' и 3Lʺ, расположенные с одной стороны в направлении по ширине шины, смещены на расстояние половины шага, в окружном направлении шины, по отношению положений, в которых находятся поперечные канавки 3R, 3R' и 3Rʺ, расположенные с другой стороны в направлении по ширине шины.
Каждая поперечная канавка 3 включает в себя первую часть 31 поперечной канавки, вторую часть 32 поперечной канавки, расположенную еще дальше наружу в направлении по ширине шины, чем первая часть 31 поперечной канавки, и переходную часть 33 поперечной канавки, которая соединяет первую 31 и вторую 32 части поперечной канавки.
Первая часть 31 поперечной канавки проходит и образует изгиб, выпуклый по отношению к другой окружной стороне В. Первая часть 31 поперечной канавки имеет выступы и выемки с окружной стороны А шины и на другой окружной стороне В шины, как видно на виде в плане. Более конкретно, на фиг. 1 стенки первой части 31 поперечной канавки, находящиеся с внутренней стороны в направлении по ширине шины и на окружной стороне А шины и на другой окружной стороне В шины, простираются с выступами и выемками, как видно на планарном изображении.
Аналогично первой части 31 поперечной канавки, вторая часть 32 поперечной канавки проходит и образует изгиб, выпуклый по отношению к другой окружной стороне В шины. Вторая часть 32 поперечной канавки имеет участок, который проходящий зигзагообразно, как видно на виде в плане. В частности, стенка канавки второй части 32 поперечной канавки, находящаяся с наружной стороны в направлении по ширине шины, проходит с выступами и выемками, как видно на виде в плане. Углы наклона первой части 31 поперечной канавки и второй части 32 поперечной канавки относительно направления по ширине шины постепенно уменьшаются в сторону кромки протектора.
1
2
Как показано на фиг. 2, первая часть 31 поперечной канавки имеет центральную линию l и центр X канавки по ширине наружного конца в направлении по ширине шины. Кроме того, вторая часть 32 поперечной канавки имеет центральную линию l и центр Y канавки по ширине внутреннего конца в направлении по ширине шины. Центр X канавки по ширине наружного конца первой части 31 поперечной канавки в направлении по ширине шины располагается ближе к окружной стороне А шины, чем центр Y канавки по ширине внутреннего конца второй части 32 поперечной канавки в направлении по ширине шины. В частности, на фиг. 2 центр X канавки по ширине расположен ближе к окружной стороне А шины и более внутрь в направлении по ширине шины, чем центр Y канавки по ширине внутреннего конца второй части 32 поперечной канавки в направлении по ширине шины.
Переходная часть 33 поперечной канавки проходит прямо под углом относительно окружного направления шины для соединения наружного конца первой части 31 поперечной канавки в направлении по ширины шины и внутреннего конца второй части 32 поперечной канавки в направлении по ширине шины. В частности, на фиг. 1 и 2 переходная часть 33 поперечной канавки проходит под углом относительно линии окружного направления шины к наружной стороне в направлении по ширине шины. Например, переходная часть 33 поперечной канавки проходит под углом от 20° до 70° относительно линии окружного направления шины и наружу в направлении по ширине шины.
Размер переходной части 33 поперечной канавки в направлении по ширине шины составляет 20% или меньше размера поперечной канавки 3 в направлении по ширине шины. Например, размер переходной части 33 поперечной канавки равен от 5 мм до 12 мм.
Продольные канавки 4 изгибаются дважды и проходят под углом относительно окружного направления шины к противоположной стороне, на которой проходит переходная часть 33 поперечной канавки. В частности, на фиг. 1 и 2 продольные канавки 4 проходят под углом относительно окружного направления шины вовнутрь в направлении по ширине шины. Например, продольные канавки 4 проходят под углом от 5° до 40° относительно окружного направления шины вовнутрь в направлении по ширине шины.
Конец одной продольной канавки 4 на окружной стороне А шины соединяется с участком, где вторая часть 32 поперечной канавки и переходная часть 33 поперечной канавки 3R соединяются на окружной стороне А шины. Конец продольной канавки 4 на другой окружной стороне В соединяется с участком, где первая часть 31' поперечной канавки и переходная часть 33' поперечной канавки 3R' соединяются вместе на другой окружной стороне В шины.
Как показано на фиг. 1 и 2, участки, соединенные по окружности друг с другом, где первые части 31 поперечных канавок и продольные канавки 4 соединяются вместе, располагаются на одной линии в окружном направлении шины. Кроме того, участки, соединенные по окружности друг с другом, где вторые части 32 поперечных канавок и продольные канавки 4 соединяются вместе, располагаются на одной линии в окружном направлении шины.
В частности, как показано из фиг. 3, глубина продольных канавок 4 меньше, чем глубина кольцевых канавок 2. Хотя это не показано на рисунке, глубина продольных канавок 4 может быть меньше, чем глубина поперечных канавок 3.
Каждая продольная канавка 4 включает в себя первую часть 41 продольной канавки, расположенную на другой окружной стороне В шины, вторую часть 42 продольной канавки, расположенную на кольцевой стороне А шины и переходную часть 43 продольной канавки, которая соединяет первую 41 и вторую 42 части продольной канавки. Угол наклона переходной части 43 продольной канавки относительно окружного направления шины больше, чем углы наклона первой части 41 продольной канавки и второй части 42 продольной канавки относительно окружного направления шины. Например, переходная часть 43 продольной канавки наклонена по отношению к линии окружного направления шины внутрь в направлении по ширине шины под углом от 50° до 90°.
Размер переходной части 43 продольной канавки в окружном направлении шины составляет 40% или меньше от размера продольной канавки 4 в окружном направлении шины. Например, размер переходной части 43 продольной канавки в окружном направлении шины равен от 3 мм до 7 мм.
Пневматическая шина 1 содержит ребристую центральную полосу CL в центральной части протектора шины. Такая пневматическая шина 1 с ребристой центральной полосой демонстрирует превосходные характеристики управления транспортным средством, особенно на сухой дороге.
Центральная полоса CL имеет прорези S, что обеспечивает достаточный краевой эффект без снижения жесткости блока по сравнению с тем, когда центральная полоса CL имеет канавки.
Первая часть 31 и вторая часть 32 каждой поперечной канавки 3 проходит и образуют изгиб, выпуклый относительно другой окружной стороны В шины, а углы наклона первой части 31 и второй части 32 поперечной канавки относительно направления по ширине шины уменьшаются к кромке ТЕ протектора. Эта особенность позволяет пневматической шине 1 успешно образовывать столбики снега в поперечных канавках на сторонах кромки протектора, где угол наклона поперечных канавок 3 небольшой. Таким образом, пневматическая шина 1 может дополнительно улучшить свои характеристики на заснеженных дорогах.
В то время как поперечные канавки 3 расположены с постоянным шагом, положение, в котором находится поперечная канавка 3L, расположенная с одной стороны середины С шины в направлении по ширине шины, смещено по окружности относительно положения, в котором находится поперечная канавка 3R, расположенная на другой стороне в направлении по ширине шины. Таким образом, пневматическая шина 1 может снизить шумность шины при качении по сравнению с тем, когда поперечные канавки 3R и 3L располагаются на одной линии для улучшения характеристики шума.
Кроме того, в типовой пневматической шине 1 пара кольцевых канавок 2 изгибается по амплитуде в направлении по ширине шины. Это гарантирует то, что краевой эффект обеспечивается в достаточной степени как в направлении по ширине шины, так и в окружном направлении шины, по сравнению с тем, когда кольцевые канавки проходят прямо для обеспечения стабильности управления транспортным средством. Кроме того, типовая пневматическая шина 1 обеспечивает образование снежных столбиков в кольцевых канавках 2 и увеличивает усилие сдвига снежных столбиков для улучшения характеристики езды на заснеженных дорогах.
Поперечные канавки 3 включают в себя переходные части 33, проходящие под углом относительно окружного направления шины. Это усиливает краевой эффект по отношению к окружному направлению шины. Таким образом, может быть улучшена поворотливость транспортного средства на заснеженных дорогах.
В частности, переходная часть 33 поперечной канавки, которая соединяет первую 31 и вторую 32 части поперечной канавки, может увеличить кромку шашек, образующих ряд ML средних шашек с наружной стороны окружной стороны А шины в направлении по ширине шины. Это позволяет кромкам шины образовывать задиры на поверхность дороги с наружной стороны в направлении по ширине шины, где поверхность соприкосновения с дорогой увеличивается при повороте, и, таким образом, могут быть улучшены характеристики поворота.
Кроме того, первая часть 31 поперечной канавки имеет выступы и углубления на окружной стороне А шины и на другой окружной стороне В шины, как это показано на виде в плане. Это усиливает краевой эффект в шашках, образующих ряд ML средних шашек, и обеспечивает краям шины эффект задира поверхности дороги. Это также обеспечивает образование снежных столбиков в поперечных канавках 3 и увеличивает усилие сдвига снежных столбиков, тем самым улучшая характеристики езды на заснеженных дорогах.
Вторая часть 32 поперечных канавок имеет зигзагообразную форму, как это показано на виде в плане. Это способствует обеспечению достаточного краевого эффекта в плечевых зонах шины, где возникает большое давление при торможении. Таким образом, улучшаются тормозные характеристики.
В пневматической шине 1 поперечные канавки 3 включают в себя переходные части 33; продольные канавки 4 проходят под углом относительно окружного направления шины к противоположной стороне, на которой проходит переходная часть 33 поперечной канавки; конец продольной канавки 4 на окружной стороне А шины соединяется с участком, где вторая часть 32 и переходная часть 33 поперечной канавки 3 на окружной стороне А шины соединяются вместе; и конец продольной канавки 4 на другой окружной стороне В шины соединяется с участком, где первая часть 31' и переходная часть 33' поперечной канавки 3' на другой окружной стороне В шины соединяются вместе. Эта особенность позволяет пневматической шине 1 демонстрировать превосходные характеристики дренажа, сохраняя характеристики езды на заснеженных дорогах.
В частности, при езде по мокрой дороге вода, попадающая в кольцевую канавку 2 от окружной стороны А, протекает по первой части 31 поперечной канавки и, на участке, где первая часть 31 и переходная часть 33 поперечной канавки соединяются вместе, встречается с водой, протекающей по продольной канавке 4а и попадает в переходную часть 33 поперечной канавки. Вода, попадающая в переходную часть 33 поперечной канавки, разделяется затем на участке, где переходная часть 33 поперечной канавки и вторая часть 32 поперечной канавки соединяются вместе, на два направления: в продольную канавку 4b и во вторую часть 32 поперечной канавки. Вода, попадающая во вторую часть 32 поперечной канавки, протекает к кромке протектора шины и стекает с шины. С другой стороны, вода, попадающая в продольную канавку 4b, встречается на участке, где первая часть 31' и переходная часть 33' поперечной канавки 3R' на другой окружной стороне В шины соединяются вместе, с водой, протекающей по кольцевой канавке 2 и затем по первой части 31' поперечной канавки, и попадает в переходную часть 33' поперечной канавки. Вода, попадающая в переходную часть 33' поперечной канавки, раздваивается, на участке, где переходная часть 33' и вторая часть 32' поперечной канавки соединяются вместе, и течет в продольную канавку 4с и во вторую часть 32' поперечной канавки. Вода, попадающая во вторую часть 32' поперечной канавки, протекает к кромке ТЕ протектора шины и стекает с нее, а вода, попадающая в продольную канавку 4с, попадает затем в поперечную канавку 3Rʺ. При таком протекании воды по канавкам пневматическая шина 1, которая имеет точки пересечения продольных канавок 4 и поперечных канавок 3, тем не менее может поддерживать постоянный приток и отток в точках пересечения. Это позволяет пневматической шине 1 осуществлять эффективный дренаж воды без ухудшения характеристик езды по заснеженным дорогам. Кроме того, при такой схеме переходной части 33 поперечной канавки и продольной канавки 4, глубина продольных канавок 4 может быть выполнена меньшей, чем глубина кольцевых канавок 2. Это еще больше увеличит поток воды по поперечным канавкам при езде по мокрой дороге, тем самым улучшая характеристики дренажа.
В пневматической шине 1, переходная часть 43 продольной канавки 4 имеет больший угол наклона, относительно окружного направления, чем первая часть 41 и вторая часть 42 продольной канавки. Таким образом, краевой эффект в направлении по ширине шины увеличивается так, что характеристики езды улучшаются.
Кроме того, глубина продольной канавки 4 меньше, чем глубина кольцевой канавки 2, причем может быть обеспечена жесткость шашек расположенных с наружной стороны в направлении по ширине шины, или в частности жесткость шашек, образующих средний ряд ML и краевой ряд шашек EL. Таким образом, может быть предотвращен наклон шашек, расположенных с наружной стороны в направлении по ширине шины так, что может быть обеспечен участок контакта с землей, и кроме того, могут быть улучшены тормозные характеристики и характеристики поворота транспортного средства. Если глубину продольных канавок 4 сделать меньше чем, глубину поперечных канавок 3, то поток воды, проходящий через поперечную канавку 3, может дополнительно увеличиваться при движении на мокрой дороге, и, таким образом, могут быть улучшена характеристика дренажа.
Благодаря прохождению продольных канавок 4 под углом относительно линии окружного направления шины к противоположной стороне, на которой проходит переходная часть 33 поперечной канавки (т.е. к внутренней стороне в направлении по ширине шины), угол краев на концах, шашек образующих ряд EL краевых блоков на окружной стороне А шины увеличивается по сравнению с тем случаем, когда продольные канавки 4 проходят под углом относительно линии окружного направления шины к той же стороне, на которой проходит переходная часть 33 поперечной канавки (то есть, к наружной стороне в направлении по ширине шины). Это обеспечивает то, что шашки, образующие ряд EL краевых шашек, имеют достаточную жесткость. Кроме того, благодаря переходной части 33 поперечной канавки остроугольные части могут быть исключены из ряда ML средних шашек с наружной стороны в направлении по ширине шины и на окружной стороне А шины и из ряда EL краевых блоков с внутренней стороны в направлении по ширине шины и на другой окружной стороне В шины. Это обеспечивает достаточную жесткость шашкам.
Пневматическая шина в соответствии с описанием не ограничивается вышеуказанными примерами. Пневматическая шина согласно описанию может быть видоизменена в зависимости от обстоятельств.
Ссылочные позиции
1 - Пневматическая шина
2 - Кольцевая канавка
3R, 3R', 3Rʺ, 3L, 3L', 3Lʺ - Поперечная канавка
4а, 4b, 4с, 4d - Продольная канавка
31, 31' - Первая часть поперечной канавки
32, 32'- Вторая часть поперечной канавки
33, 33' - Переходная часть поперечной канавки
41 - Первая часть продольной канавки
42 - Вторая часть продольной канавки
43 - Переходная часть продольной канавки
1
1
l, l' - Центральная линия первой части поперечной канавки
2
2
l, l' - Центральная линия второй части поперечной канавки
X, X' - Центр канавки по ширине наружного конца первой части поперечной канавки в направлении ширины шины
Y, Y' - Центр канавки по ширине внутреннего конца второй части поперечной канавки в направлении по ширине шины
А - Окружная сторона шины
В - Другая окружная сторона шины
С - середина шины
CL - центральная полоса
ML - Ряд средних блоков
EL - Ряд краевых блоков
S - прорезь
ТЕ - кромка протектора