ШИНА С ПРОРЕЗЬЮ ПО СУЩЕСТВУ ГЕЛИКОИДНОЙ ФОРМЫ
TIRE WITH SLOT OF ESSENTIALLY HELICOID SHAPE

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Настоящее описание относится к шине, имеющей кольцевой протектор по меньшей мере с одной размещенной в нем прорезью. Более конкретно настоящее описание относится к шине, имеющей кольцевой протектор по меньшей мере с одной размещенной в нем прорезью по существу геликоидной формы.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Многие автомобильные шины имеют кольцевой протектор, снабженный множеством кольцевых канавок, образующих между собой ребра. По существу, в ребрах могут быть предусмотрены поперечные пазы, образующие множество фигурных блоков, известных как блоки протектора. Данные блоки протектора могут быть распределены вдоль протектора в соответствии с конкретным рисунком. В блоках протектора могут быть предусмотрены прорези, которые представляют собой по существу узкие щели, врезанные в протектор, для улучшения сцепления шины с влажной, заснеженной и ледяной поверхностью.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В одном варианте осуществления шина включает кольцевой протектор, имеющий размещенный на нем элемент протектора, причем элемент протектора включает верхнюю поверхность, которая образует первую плоскость. Шина дополнительно включает по меньшей мере одну прорезь по существу геликоидной формы, размещенную в элементе протектора. Прорезь по существу геликоидной формы образована отверстием в верхней поверхности, проходящим в первом направлении в первой плоскости, когда шина является новой, и дополнительно образована основанием, проходящим во втором направлении во второй плоскости, параллельной первой плоскости. Второе направление размещено под углом от 45 до 135° относительно первого направления.
[0004] В другом варианте осуществления шина включает кольцевой протектор, имеющий размещенный на нем элемент протектора, причем элемент протектора включает верхнюю поверхность, которая образует плоскость поверхности. Шина дополнительно включает по меньшей мере одну прорезь-индикатор износа, размещенную в элементе протектора. Прорезь-индикатор износа включает отверстие в верхней поверхности, проходящее в первом направлении в плоскости поверхности, когда шина является новой, и дополнительно включает основание, проходящее во втором направлении во второй плоскости, параллельной первой плоскости. По мере износа шины отверстие прорези-индикатора износа проходит в третьем направлении в первой плоскости, причем третье направление делит пополам угол между первым направлением и вторым направлением и передает пользователю информацию об износе.
[0005] В другом варианте осуществления способ получения в шине прорези по существу геликоидной формы включает обеспечение шины, имеющей кольцевой протектор с множеством элементов протектора. Способ дополнительно включает обеспечение лезвия для прорези по существу геликоидной формы, имеющего переднюю кромку и закрученный корпус, имеющий такой шаг, чтобы корпус поворачивался на 9-18° на миллиметр. Способ также включает введение лезвия для прорези по существу геликоидной формы в один из множества элементов протектора с одновременным поворотом лезвия для прорези по существу геликоидной формы в первом направлении со скоростью, соответствующей шагу закрученного корпуса. Способ дополнительно включает выведение лезвия для прорези по существу геликоидной формы из элемента протектора с одновременным поворотом лезвия для прорези по существу геликоидной формы во втором направлении, противоположном первому направлению, со скоростью, соответствующей шагу закрученного корпуса.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ
[0006] На сопроводительных рисунках показаны структуры, которые вместе с представленным ниже подробным описанием описывают примеры осуществления заявленного изобретения. Аналогичные элементы идентифицированы с помощью одинаковых ссылочных номеров. Следует понимать, что элементы, показанные в виде единственного компонента, можно заменить множеством компонентов, а элементы, показанные в виде множества компонентов, можно заменить единственным компонентом. Рисунки показаны не в масштабе, а пропорции некоторых элементов могут быть преувеличены в целях иллюстрации.
[0007] На Фиг. 1 представлен вид в перспективе одного варианта осуществления элемента 100 протектора, имеющего размещенную в нем прорезь геликоидной формы.
[0008] На Фиг. 2 представлен вид сверху элемента 100 протектора.
[0009] На Фиг. 3 представлен вид в перспективе лезвия 200 для прорези геликоидной формы.
[0010] На Фиг. 4 представлен вид сверху лезвия 200 для прорези геликоидной формы.
[0011] На Фиг. 5 представлен вид сбоку лезвия 200 для прорези геликоидной формы.
[0012] На Фиг. 6А-С представлены схематические рисунки, на которых показаны виды сверху одного варианта осуществления прорези геликоидной формы в виде индикатора износа.
[0013] На Фиг. 7A-D представлены схематические рисунки, на которых показаны виды сверху альтернативного варианта осуществления прорези геликоидной формы в виде индикатора износа.
[0014] На Фиг. 8А-С представлены схематические рисунки, на которых показаны виды сверху другого альтернативного варианта осуществления прорези геликоидной формы в виде индикатора износа.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0015] Ниже включены определения выбранных терминов, используемых в настоящем документе. Определения включают различные примеры или формы компонентов, которые входят в объем термина и которые можно использовать при реализации. Считается, что примеры не имеют ограничительного характера. Определения терминов могут относиться к формам как единственного, так и множественного числа.
[0016] «Протектор» относится к той части шины, которая входит в контакт с дорогой при нормальном давлении накачки и нагрузке.
[0017] Направления в настоящем документе указаны относительно оси вращения шины. Термины «вверх» и «по направлению вверх» относятся к общему направлению к протектору шины, тогда как термины «вниз» и «по направлению вниз» относятся к общему направлению к оси вращения шины. Таким образом, если термины относительного направления, такие как «верхний» и «нижний» или «сверху» и «снизу», используют в связи с элементом, то «верхний» элемент или элемент «сверху» расположен ближе к протектору, чем «нижний» элемент или элемент «снизу». Кроме того, если термины относительного направления, такие как «над» или «под», используют в связи с элементом, то элемент, находящийся «над» другим элементом, находится ближе к протектору, чем другой элемент.
[0018] На Фиг. 1 показан вид в перспективе элемента 100 протектора шины, имеющего размещенную в нем прорезь 110 по существу геликоидной формы. На Фиг. 2 показан вид сверху элемента 100 протектора и прорези 110 по существу геликоидной формы. Элемент 100 протектора и прорезь 110 по существу геликоидной формы описаны в настоящем документе со ссылкой как на Фиг. 1, так и на Фиг. 2. Хотя элемент 100 протектора показан в виде блока кубической формы, следует понимать, что элемент протектора может представлять собой ребро или принимать любую геометрическую форму.
[0019] Элемент 100 протектора включает верхнюю поверхность 120, которая образует первую плоскость. Хотя специалисту в данной области будет понятно, что шина представляет собой тороид и, следовательно, верхняя поверхность элемента протектора изогнута, радиус изгиба таков, что верхняя поверхность является почти плоской. Соответственно, для удобства верхняя поверхность 120 в настоящем документе описана как приблизительно плоская. Считается, что данное описание не имеет ограничительного характера.
[0020] Прорезь 110 по существу геликоидной формы образована отверстием 130 в верхней поверхности 120. Отверстие 130 проходит в первом направлении в первой плоскости, когда шина является новой. Прорезь 110 по существу геликоидной формы дополнительно образована основанием 140, проходящим во втором направлении во второй плоскости, параллельной первой плоскости. В показанном варианте осуществления основание 140 размещено под углом θ, равным 90°, относительно отверстия 130. Иными словами, первое направление по существу нормально ко второму направлению. В альтернативных вариантах осуществления второе направление размещено под углом от 45 до 135° относительно первого направления.
[0021] В геометрических терминах геликоид представляет собой линейчатую поверхность. Для каждой точки на геликоиде имеется содержащаяся в геликоиде винтовая линия, проходящая через эту точку. По существу, геликоид определяется следующими параметрическими уравнениями в декартовой системе координат:
х=ρcos(αθ),
у=ρsin(αθ),
z=θ,
где α представляет собой константу. В одном варианте осуществления форма прорези 110 по существу геликоидной формы определяется вышеуказанными параметрическими уравнениями. Однако следует понимать, что прорезь по существу геликоидной формы не обязательно должна точно определяться этими уравнениями. В альтернативных вариантах осуществления прорезь геликоидной формы может представлять собой аппроксимацию геликоида или закрученной полости, имеющей по существу форму геликоида.
[0022] В одном конкретном варианте осуществления прорезь 110 по существу геликоидной формы имеет такой шаг, что прорезь поворачивается на 11,25° на миллиметр глубины. Иными словами, прорезь 110 по существу геликоидной формы поворачивается на 90° на глубине 8 миллиметров. В других известных вариантах осуществления прорезь 110 по существу геликоидной формы имеет такой шаг, что прорезь поворачивается на 9-18° на миллиметр глубины.
[0023] По мере износа шины отверстие 130 прорези 110 по существу геликоидной формы в верхней поверхности 120 проходит в третьем направлении в первой плоскости. Третье направление находится между первым направлением и вторым направлением.
[0024] Прорезь 110 по существу геликоидной формы может быть образована с помощью лезвия для прорези по существу геликоидной формы. На Фиг. 3 показан вид в перспективе одного варианта осуществления лезвия 200 для прорези по существу геликоидной формы. На Фиг. 4 и 5 показаны виды сверху и сбоку, соответственно, лезвия 200 для прорези по существу геликоидной формы. Лезвие 200 для прорези по существу геликоидной формы описано в настоящем документе со ссылкой на все из Фиг. 3-5.
[0025] Лезвие 200 по существу геликоидной формы имеет переднюю кромку 210 и закрученный корпус 220. В показанном варианте осуществления представлена лишь та часть лезвия 200, которая образует прорезь. Соответственно, видно, что закрученный корпус 220 заканчивается на втором конце 230, соответствующем отверстию прорези. Однако следует понимать, что лезвие может продолжаться за пределы второго конца либо в виде прямого, либо в виде закрученного образования.
[0026] В показанном варианте осуществления передняя кромка 210 размещена под углом θ, равным 90°, относительно второго конца 230, если смотреть сверху (как показано на Фиг. 4). В альтернативных вариантах осуществления передняя кромка размещена под углом от 45 до 135° относительно второго конца.
[0027] В одном варианте осуществления форма лезвия 200 по существу геликоидной формы определяется следующими параметрическими уравнениями в декартовой системе координат:
х=ρcos(αθ),
у=ρsin(αθ),
z=θ,
где α представляет собой константу. Однако следует понимать, что лезвие по существу геликоидной формы не обязательно должено точно определяться этими уравнениями. В альтернативных вариантах осуществления лезвие геликоидной формы может представлять собой аппроксимацию геликоида или закрученный корпус, имеющий по существу форму геликоида.
[0028] В одном конкретном варианте осуществления лезвие 200 по существу геликоидной формы имеет такой шаг, что закрученный корпус 220 поворачивается на 11,25° на миллиметр глубины. Иными словами, лезвие 200 по существу геликоидной формы поворачивается на 90° на глубине 8 миллиметров. В других известных вариантах осуществления лезвие 200 по существу геликоидной формы имеет такой шаг, что закрученный корпус 220 поворачивается на 9-18° на миллиметр глубины.
[0029] В одном известном варианте осуществления на шине предусмотрена прорезь геликоидной формы, которая поворачивается на 90 градусов и выровнена так, что, когда шина новая, отверстие прорези проходит в продольном направлении шины. По мере износа шины полость на изношенной поверхности становится более поперечной. Данный вариант осуществления может обеспечить улучшенную продольную жесткость рисунка новой шины, обеспечивая увеличение поперечной полости для удержания сцепления со снегом у изношенной шины. От такой шины ожидается уменьшение тормозного пути, когда она новая, и улучшение сцепления со снегом, когда она изношена, в сравнении с шиной с прямой поперечной или продольной прорезью.
[0030] Для образования прорези по существу геликоидной формы пользователь обеспечивает лезвие для прорези по существу геликоидной формы, такой как нож 200, имеющий переднюю кромку и закрученный корпус. Пользователь также обеспечивает шину, имеющую кольцевой протектор с множеством элементов протектора. В одном варианте осуществления шина представляет собой невулканизированную шину. В альтернативном варианте осуществления шина представляет собой вулканизированную шину.
[0031] Пользователь вводит лезвие для прорези по существу геликоидной формы в один из множества элементов протектора, одновременно поворачивая лезвие для прорези по существу геликоидной формы в первом направлении со скоростью, соответствующей шагу закрученного корпуса. Пользователь продолжает вводить и поворачивать лезвие до тех пор, пока лезвие не достигнет заданной глубины. Затем пользователь отводит лезвие для прорези по существу геликоидной формы из элемента протектора, одновременно поворачивая лезвие для прорези по существу геликоидной формы во втором направлении, противоположном первому направлению. Пользователь поворачивает лезвие со скоростью, соответствующей шагу закрученного корпуса. Полученная прорезь представляет собой прорезь геликоидной формы. Данный способ может быть выполнен вручную или с помощью автоматизированного процесса.
[0032] В одном варианте осуществления вышеуказанный способ выполняют на невулканизированной шине, а шину вулканизируют до выведения лезвия для прорези из шины. Такой процесс можно назвать отверждением прорези в шине, и он приводит к созданию полости, имеющей размеры, которые соответствуют размерам лезвия для прорези по существу геликоидной формы. В альтернативном варианте осуществления способ выполняют на вулканизированной шине. Такой процесс можно назвать вырезанием прорези в шине, и он приводит к созданию полости меньшего размера или почти отсутствующей полости, так как материал разрезается, но не удаляется из шины.
[0033] Так как направление отверстия прорези по существу геликоидной формы изменяется по мере износа шины, направление отверстия прорези в верхней поверхности может передавать пользователю информацию об износе. Соответственно, прорезь по существу геликоидной формы может выполнять функцию прорези-индикатора износа. На Фиг. 6-8 показаны различные примеры таких прорезей-индикаторов износа.
[0034] На Фиг. 6А-С представлены схематические рисунки, на которых показаны виды сверху одного варианта осуществления прорези-индикатора износа 300. Прорезь-индикатор износа 300 представляет собой прорезь по существу геликоидной формы, такую как прорезь 100, описанную выше со ссылкой на Фиг. 1 и 2. Иными словами, в одном варианте осуществления прорезь-индикатор износа 300 имеет отверстие в верхней поверхности элемента протектора, которое проходит в первом направлении, когда шина является новой. Прорезь-индикатор износа 300 дополнительно образована основанием (не показано), проходящим во втором направлении, размещенным под углом 90° относительно отверстия. В альтернативном варианте осуществления (не показан) можно использовать другие прорези, имеющие переменные поперечные сечения.
[0035] На Фиг. 6А показан вид сверху прорези-индикатора износа 300 и эталонных прорезей 310, когда шина является новой. На этой стадии прорезь-индикатор износа 300 проходит в первом направлении, по существу перпендикулярном эталонным прорезям 310. Эталонные прорези 310 представляют собой прямые прорези, сохраняющие свое направление по мере износа шины. В альтернативных вариантах осуществления эталонные прорези могут быть размещены в любом направлении. Следует понимать, что эталонные прорези являются необязательными и могут быть опущены.
[0036] На Фиг. 6В показан вид сверху прорези-индикатора износа 300, когда шина изношена наполовину. Отверстие прорези-индикатора износа 300 проходит в третьем направлении под углом, делящим пополам первое направление (исходного отверстия) и второе направление (основания прорези). Иными словами, третье направление находится под углом 45° относительно первого направления, а также под углом 45° относительно второго направления. В показанном варианте осуществления отверстие прорези-индикатора износа 300 также проходит под углом 45° относительно ориентации эталонных прорезей 310. Данная ориентация отверстия прорези-индикатора износа 300 указывает пользователю на то, что шина изношена наполовину. Однако следует понимать, что шаг прорези-индикатора износа может быть выбран так, что можно использовать любой угол для указания на то, что шина изношена наполовину.
[0037] На Фиг. 6С показан вид сверху прорези-индикатора износа 300, когда шина изношена полностью. Отверстие прорези-индикатора износа 300 проходит по существу во втором направлении (т.е. в направлении основания прорези). В показанном варианте осуществления отверстие прорези-индикатора износа 300 также проходит в том же направлении, что и эталонные прорези 310. Данная ориентация отверстия прорези-индикатора износа 300 указывает пользователю на то, что шина изношена полностью. Однако следует понимать, что шаг прорези-индикатора износа может быть выбран таким образом, что можно использовать любой угол для указания на то, что шина изношена полностью.
[0038] На Фиг. 7A-D представлены схематические рисунки, на которых показаны виды сверху альтернативного варианта осуществления прорези-индикатора износа 400. В этом варианте осуществления прорезь-индикатор износа 400 указывает на погодные условия, для которых шина имеет надлежащее сцепление. Прорезь-индикатор износа 400 представляет собой прорезь геликоидной формы, такую как прорезь 100, описанную выше со ссылкой на Фиг. 1 и 2. Иными словами, в одном варианте осуществления прорезь-индикатор износа 400 имеет отверстие в верхней поверхности элемента протектора, которое проходит в первом направлении, когда шина является новой. Прорезь-индикатор износа 400 дополнительно образована основанием (не показано), проходящим во втором направлении, размещенным под углом 90° относительно отверстия. В альтернативном варианте осуществления (не показан) можно использовать другие прорези, имеющие переменные поперечные сечения.
[0039] На Фиг. 7А показан вид сверху прорези-индикатора износа 400 и эталонных прорезей 410, когда шина имеет сцепление, надлежащее для заснеженных, влажных или сухих условий. На этой стадии прорезь-индикатор износа 400 проходит в первом направлении, по существу перпендикулярном эталонным прорезям 410. Эталонные прорези 410 представляют собой прямые прорези, сохраняющие свое направление по мере износа шины. В альтернативных вариантах осуществления эталонные прорези могут быть размещены в любом направлении. Следует понимать, что эталонные прорези являются необязательными и могут быть опущены.
[0040] На Фиг. 7В показан вид сверху прорези-индикатора износа 400, когда шина имеет надлежащее для влажных или сухих условий сцепление. Отверстие прорези-индикатора износа 400 проходит в третьем направлении под углом, делящим пополам первое направление (исходного отверстия) и второе направление (основания). Иными словами, третье направление находится под углом 45° относительно первого направления, а также под углом 45° относительно второго направления. В показанном варианте осуществления отверстие прорези-индикатора износа 400 также проходит под углом 45° относительно ориентации эталонных прорезей 410. Данная ориентация отверстия прорези-индикатора износа 400 указывает пользователю на то, что шина имеет надлежащее для влажных или сухих условий сцепление. Однако следует понимать, что шаг прорези-индикатора износа может быть выбран таким образом, что можно использовать любой угол для указания на то, что шина имеет надлежащее для влажных или сухих условий сцепление.
[0041] На Фиг. 7С показан вид сверху прорези-индикатора износа 400, когда шина имеет надлежащее для сухих условий сцепление. Отверстие прорези-индикатора износа 400 проходит в четвертом направлении между третьим направлением (показанным на Фиг. 7В) и вторым направлением (основания прорези). Данная ориентация отверстия прорези-индикатора износа 400 указывает пользователю на то, что шина имеет надлежащее для сухих условий сцепление. Однако следует понимать, что шаг прорези-индикатора износа может быть выбран таким образом, что можно использовать любой угол для указания на то, что шина имеет надлежащее для сухих условий сцепление.
[0042] На Фиг. 7D показан вид сверху прорези-индикатора износа 400, когда шина изношена полностью. Отверстие прорези-индикатора износа 400 проходит по существу во втором направлении (т.е. в направлении основания прорези). В показанном варианте осуществления отверстие прорези-индикатора износа 400 также проходит в том же направлении, что и эталонные прорези 410. Данная ориентация отверстия прорези-индикатора износа 400 указывает пользователю на то, что шина изношена полностью. Однако следует понимать, что шаг прорези-индикатора износа может быть выбран таким образом, что можно использовать любой угол для указания на то, что шина изношена полностью.
[0043] В альтернативном варианте осуществления (не показан) прорезь-индикатор износа может иметь переменный шаг, а не по существу геликоидную форму. Шаг может изменяться таким образом, чтобы отверстие прорези-индикатора износа было размещено под заданными углами при разных глубинах, которые могут быть разнесены неравномерно. В качестве примера, отверстие прорези геликоидной формы может быть размещено под углом 90°, когда шина является новой, 60°, когда шина изношена на одну треть, 30°, когда шина изношена на две трети, и 0°, когда шина изношена полностью. Однако один или более из этих углов можно регулировать, изменяя шаг прорези.
[0044] На Фиг. 8А-С представлены схематические рисунки, на которых показаны виды сверху альтернативного варианта осуществления прорези-индикатора износа 500. В данном варианте осуществления прорезь-индикатор износа 500 указывает на сезон, для которого шина имеет надлежащее сцепление. Прорезь-индикатор износа 500 представляет собой прорезь геликоидной формы, такую как прорезь 100, описанная выше со ссылкой на Фиг. 1 и 2. Иными словами, в одном варианте осуществления прорезь-индикатор износа 500 имеет отверстие в верхней поверхности элемента протектора, которое проходит в первом направлении, когда шина является новой. Прорезь-индикатор износа 500 дополнительно образована основанием (не показано), проходящим во втором направлении, размещенным под углом 90° относительно отверстия. В альтернативном варианте осуществления (не показан) можно использовать другие прорези, имеющие переменные поперечные сечения.
[0045] На Фиг. 8А показан вид сверху прорези-индикатора износа 500, когда шина имеет надлежащее для зимних условий сцепление. На этой стадии прорезь-индикатор износа 400 проходит в первом направлении.
[0046] На Фиг. 8В показан вид сверху прорези-индикатора износа 500, когда шина имеет надлежащее для летних условий сцепление. Отверстие прорези-индикатора износа 500 проходит в третьем направлении под углом, делящим пополам первое направление (исходного отверстия) и второе направление (основания прорези). Иными словами, третье направление находится под углом 45° относительно первого направления, а также под углом 45° относительно второго направления. Данная ориентация отверстия прорези-индикатора износа 500 указывает пользователю на то, что шина имеет надлежащее для летних условий сцепление. Однако следует понимать, что шаг прорези-индикатора износа может быть выбран таким образом, что можно использовать любой угол для указания на то, что шина имеет надлежащее для летних условий сцепление.
[0047] На Фиг. 8С показан вид сверху прорези-индикатора износа 500, когда шина изношена полностью. Отверстие прорези-индикатора износа 500 проходит по существу во втором направлении (т.е. в направлении основания). Данная ориентация отверстия прорези-индикатора износа 500 указывает пользователю на то, что шина изношена полностью. Однако следует понимать, что шаг прорези-индикатора износа может быть выбран таким образом, что можно использовать любой угол для указания на то, что шина изношена полностью.
[0048] В альтернативном варианте осуществления (не показан) прорезь-индикатор износа может иметь переменный шаг, а не по существу геликоидную форму.
[0049] Если в настоящей спецификации или формуле изобретения используется термин «включает» или «включающий», то считается, что он имеет включающий смысл, аналогичный интерпретации термина «содержащий», при его использовании в качестве переходного слова в формуле изобретения. Более того, если используется термин «или» (например, А или В), то считается, что он означает «А или В, или оба». Когда заявители хотят указать «только А или В, но не оба», то используется термин «только А или В, но не оба». Таким образом, использование термина «или» в настоящем описании имеет включающий, но не исключающий смысл. См. Bryan A. Garner, A Dictionary of Modern Legal Usage 624 (2d. Ed. 1995). Также если в настоящей спецификации или формуле изобретения используется термин «в», то считается, что он дополнительно означает «на». Более того, если в настоящей спецификации или формуле изобретения используется термин «соединять», то считается, что он означает не только «непосредственно соединенный с», но и «опосредованно соединенный с», как, например, соединенный через другой компонент или компоненты.
[0050] Хотя настоящая заявка проиллюстрирована путем описания ее вариантов осуществления и хотя варианты осуществления описаны достаточно подробно, заявители не имеют намерения сократить или иным образом ограничить объем формулы изобретения таким подробным описанием. Дополнительные преимущества и модификации сразу будут понятны специалистам в данной области. Следовательно, заявка в ее более широких аспектах не ограничена конкретными деталями, характерным устройством и способом, а также показанными и описанными иллюстративными примерами. Соответственно, отступления от таких деталей возможны без отступления от сущности объема общей идеи заявителя, обладающей признаками изобретения.