ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TIRE

Область техники
Настоящее изобретение относится к пневматической шине, пригодной для применения в качестве всесезонной шины и имеющей улучшенные ходовые характеристики на снегу при сохранении ходовых характеристик на сухом дорожном покрытии на высоком уровне.
Уровень техники
Для всесезонных шин, обладающих хорошими ходовыми характеристиками на заснеженных дорожных покрытиях (т.е. ходовыми характеристиками на снегу), улучшенными при сохранении ходовых характеристик на больших скоростях, важно улучшить тяговые характеристики на заснеженном дорожном покрытии. Для этой цели обычно используют зигзагообразные канавки в качестве основных продольных канавок, проходящих в продольном направлении шины. Однако, как показано на Фиг.11(А), внешние угловые участки "g1a", выступающие по направлению к центру ширины канавки, в зигзагообразных канавках "g1" обладают низкой жесткостью и, таким образом, количество соприкосновений этих участков с дорогой велико. Таким образом, проблема состоит в том, что такой неравномерный износ, при котором внешние угловые участки "gla" истираются раньше, вызывает снижение характеристики сцепления с сухим дорожным покрытием. В частности, так как на повороте большая нагрузка прилагается к внешней области поверхности протектора, которая расположена с внешней стороны транспортного средства, продольные основные канавки, расположенные во внешней области, подвергаются более заметному неравномерному износу. Кроме того, так как влияние неравномерного износа на боковую реакцию колес также велико, снижение характеристик сцепления с сухим дорожным покрытием усиливается.
С другой стороны, также известно применение в качестве основных продольных канавок прямолинейных канавок, проходящих прямолинейно в продольном направлении. Однако, так как на заснеженном дорожном покрытии не получают тягового усилия с помощью прямолинейных канавок, ходовые характеристики на снегу не могут быть улучшены, и, таким образом, прямолинейные канавки нежелательны для всесезонных шин. Более того, хотя прямолинейные канавки вызывают меньший неравномерный износ, угловые участки "q", в которых поверхности "gs" стенок канавки пересекаются с поверхностью "ts" протектора, как показано на Фиг.11(В), имеют низкую жесткость. Таким образом, если прямолинейные канавки расположены во внешней области, упомянутой выше, сопротивление неравномерному износу все же находится на неудовлетворительном уровне, так как угловые участки "q" истираются раньше из-за большой нагрузки, возникающей при повороте с высокой скоростью.
Описание изобретения
В частности, в последние годы также имеется потребность дальнейшего улучшения ходовых характеристик на сухих дорожных покрытиях и ходовых характеристик на заснеженных дорожных покрытиях для всесезонных шин, с точки зрения последних требований высокой скорости и высокой мощности транспортных средств. Таким образом, возникла настоятельная потребность в шинах, обладающих сопротивлением неравномерному износу и улучшенными ходовыми характеристиками на снегу, полученными благодаря улучшению характеристики тягового усилия на заснеженных дорожных покрытиях, при поддержании характеристики сцепления с сухим дорожным покрытием на высоком уровне.
Соответственно, целью настоящего изобретения является обеспечение пневматической шины, обладающей превосходным сопротивлением неравномерному износу и способной улучшить ходовые характеристики на снегу благодаря улучшению характеристик тягового усилия на заснеженных дорожных покрытиях при поддержании характеристики сцепления с сухим дорожным покрытием на высоком уровне. Настоящее изобретение основано на использовании такой прямолинейной канавки, поверхности стенок которой включают полого наклоненную верхнюю часть поверхности стенки и круто наклоненную нижнюю часть поверхности стенки, в качестве основной продольной канавки, обеспечиваемой во внешней области, упомянутой выше, и размещении выпуклых участков, имеющих треугольное поперечное сечение и выступающих по направлению к центру ширины канавки, в нижней части поверхности стенки, на расстоянии в продольном направлении.
В приведенных ниже документах описаны шины, имеющие выпуклые участки расположенной на поверхности стенок канавки на расстоянии в продольном направлении.
Патентный документ 1: JP-A-2002-219909
Патентный документ 2: JP-A-2002-293109
Настоящее изобретение отличается тем, что по меньшей мере одна основная продольная канавка внешней области, проходящая непрерывно в продольном направлении шины, обеспечена во внешней области поверхности протектора, которая обращена наружу экватора шины относительно транспортного средства,
основная продольная канавка внешней области сформирована в виде прямолинейной канавки, так что линии кромки, в которых поверхности стенки канавки с обеих сторон пересекаются с поверхностью протектора, проходят прямолинейно в продольном направлении,
каждая поверхность стенки канавки включает полого наклоненную верхнюю часть поверхности стенки, проходящую вниз от линии кромки под углом θ1 от 40 до 60° относительно линии, перпендикулярной поверхности протектора, и круто наклоненную нижнюю часть поверхности стенки, которая является продолжением нижнего конца верхней части поверхности стенки и проходит до дна канавки под углом θ2 меньше, чем угол θ1, и
нижняя часть поверхности стенки снабжена выступами, расположенными на расстоянии в продольном направлении, причем выступы имеют треугольное поперечное сечение и выступают от нижней части поверхности стенки по направлению к центру ширины канавки с образованием наклонной поверхности, проходящей от верхней части поверхности стенки ко дну канавки под углом θ3, который не больше угла θ1, но больше, чем угол θ2.
Термин "край контакта с грунтом", как используют здесь, означает аксиально-внешний край поверхности контакта с грунтом протектора шины, которая вступает в контакт с грунтом, если шина установлена на стандартный обод и накачена до нормального внутреннего давления и шину в таком состоянии нагружают стандартной нагрузкой. Кроме того, аксиальное расстояние между краями контакта с грунтом называют "шириной контакта протектора с грунтом". Термин "стандартный обод" означает обод колеса, определенный для каждой шины в системе стандартизации, на которую базируется шина, и означает, например, "стандартный обод" в системе JATMA (Японская ассоциация производителей автомобильных шин), "расчетный обод" в системе TRA (Ассоциация по ободам и покрышкам, Северная Америка) и "мерный обод" в системе ETRTO (Европейская техническая организация по ободам и шинам). Термин "нормальное внутреннее давление" означает давление воздуха, определенное для каждой шины в системе стандартизации, и означает, например, "максимальное давление воздуха" в системе JATMA, максимальную величину давления, приведенную в таблице "Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки", в системе TRA и "давление накачки" в ETRTO, при условии что в случае легковых автомобилей "нормальное внутреннее давление" составляет 180 кПа. Кроме того, термин "стандартная нагрузка" означает нагрузку, определенную для каждой шины в системе стандартизации, на которую базируется шина, и означает "максимальную грузоподъемность" в системе JATMA, "грузоподъемность" в ETRTO.
"Ширина канавки" означает ширину на поверхности протектора, измеренную под прямым углом относительно центра канавки.
Как отмечено выше, в настоящем изобретении прямолинейную канавку, имеющую линии кромки, в которых поверхности стенок канавки пересекаются с поверхностью протектора, проходящие прямолинейно в продольном направлении, используют в качестве основной продольной канавки, расположенной во внешней области. Таким образом можно предотвратить развитие неравномерного износа из-за внешних участков зигзагообразной канавки. Более того, поверхность стенки канавки сформирована из полого наклоненной верхней части поверхности стенки и круто наклоненной нижней части поверхности стенки. Так как верхняя часть поверхности стенки является полого наклоненной, она выполняет функцию скошенного участка, так что угловой участок поверхности стенки канавки и поверхности протектора срезан, таким образом, развитие неравномерного износа, возникающего из-за углового участка, можно предотвратить равномерно по всей длине основной продольной канавки.
Более того, выступы, выступающие из нижней части поверхности стенки по направлению к центру ширины канавки, обеспечивают тяговое усилие на заснеженных дорожных покрытиях благодаря продольному концу поверхностей выступов, посредством чего ходовые характеристики на снегу могут быть улучшены. В частности, так как выступы имеют треугольное поперечное сечение, шина обладает превосходными характеристикой внедрения в снег и характеристикой выталкивания снега из канавки, и, кроме того, ухудшение характеристики отвода воды может быть подавлено.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлен развернутый вид, демонстрирующий рисунок протектора пневматической шины в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг.2 представлен развернутый вид рисунка протектора, демонстрирующий внешнюю плечевую область в увеличенном виде.
На Фиг.3 представлен развернутый вид рисунка протектора, демонстрирующий внутреннюю плечевую область в увеличенном виде.
На Фиг.4 представлен вид сверху, демонстрирующий основную продольную канавку внешней области.
На Фиг.5(А) и 5(В) представлен вид сверху, демонстрирующий основные продольные канавки внутренней области.
На Фиг.6 представлен вид поперечного сечения, взятого по линии А-А на Фиг.4, демонстрирующий основную продольную канавку внешней области.
На Фиг.7 представлен вид поперечного сечения, взятого по линии В-В на Фиг.5(А) и 5(В), демонстрирующий основную продольную канавку внутренней области.
На Фиг.8(А) представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий дополнительную продольную канавку в центральной области, а на Фиг.8(В) представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий дополнительную продольную канавку во внешней плечевой области.
На Фиг.9 представлен вид поперечного сечения для иллюстрирования углового участка во внешней поперечной канавке.
На Фиг.10 представлен вид поперечного сечения вдоль центра ширины канавки для иллюстрирования перемычки в поперечной канавке.
На Фиг.11 (А) представлен вид сверху, демонстрирующий проблемы в зигзагообразной канавке, а на Фиг.11(В) представлен вид сверху, демонстрирующий проблемы в прямолинейной канавке.
Описание обозначений
2. Поверхность протектора
2о. Внешняя область
3. Основная продольная канавка внешней области
4. Основная продольная канавка внутренней области
8, 11, 13. Блоки
8R, 11R, 13R. Ряды блоков
9. Дополнительная продольная канавка
10, 12. Поперечные канавки
20. Поверхность стенки канавки
20U. Верхняя часть поверхности стенки
20L. Нижняя часть поверхности стенки
21. Линия кромки
22. Дно канавки
23. Выступы
23S. Наклонная поверхность
25. Поверхность стенки канавки
25а. Первая часть стенки канавки
25b. Вторая часть стенки канавки
26. Линия кромки
26а. Первая часть линии кромки
26b. Вторая часть линии кромки
С. Экватор шины
Ri. Внутренняя плечевая область
Ro. Внешняя плечевая область
ТТо. Край контакта с грунтом внешней области
TEi. Край контакта с грунтом внутренней области
Ue. Нижний конец верхней части поверхности стенки
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Воплощение настоящего изобретения описано далее со ссылками на прилагаемые чертежи. На Фиг.1 представлен развернутый вид, демонстрирующий рисунок протектора пневматической шины в соответствии с настоящим изобретением.
Как показано на Фиг.1, пневматическая шина 1 в данном воплощении имеет поверхность 2 протектора, виртуально разделенную экватором С шины на внешнюю область 2о, обращенную наружу транспортного средства, и внутреннюю область 2i, обращенную внутрь транспортного средства. Во внешней области 2о расположена по меньшей мере одна основная продольная канавка 3 внешней области, проходящая в продольном направлении шины (в данном воплощении, одна основная продольная канавка 3 внешней области). Во внутренней области 2i расположена по меньшей мере одна основная продольная канавка 4 внутренней области, проходящая в продольном направлении шины (в данном воплощении, всего две канавки, включающие первую основную продольную канавку 4А внутренней области, расположенную со стороны экватора шины, и вторую основную продольную канавку 4В внутренней области, расположенную со стороны края контакта с грунтом). Таким образом, данные основные продольные канавки образуют асимметричный рисунок протектора на поверхности 2 протектора, например, в случае данного воплощения, асимметричный рисунок протектора, в котором три основные продольные канавки 3, 4А, 4В расположены асимметрично относительно экватора С шины.
Если число обеспечиваемых основных продольных канавок равно двум, шина имеет недостаточную характеристику отвода воды или подобные характеристики, так что становится трудным сохранить достаточные ходовые характеристики на мокром дорожном покрытии. Если число обеспечиваемых основных продольных канавок равно четырем, жесткость рисунка, в частности жесткость шины в аксиальном направлении, неудовлетворительна, так что шина, в особенности, шина, предназначенная для высокоскоростных транспортных средств, таких как спортивные автомобили (включая гоночные автомобили), имеет недостаточную характеристику сцепления с сухим дорожным покрытием. Таким образом, предпочтительно обеспечивать три основные продольные канавки, с точки зрения достижения как ходовых характеристик на мокром дорожном покрытии, так и характеристики сцепления на сухом дорожном покрытии. Хотя при повороте на внешнюю область 2о действует большая нагрузка, аксиальная жесткость внешней области 2о может быть относительно увеличена для увеличении боковой реакции колес путем применения асимметричного расположения, как в данном воплощении, что таким образом улучшает ходовые характеристики на сухом дорожном покрытии, в частности ходовые характеристики на повороте.
Предпочтительно диапазон Y3 области, в которой формируют основную продольную канавку внешней области, находится между положением 20% ширины TW контакта протектора с грунтом от края ТЕо контакта с грунтом, расположенного во внешней области, и положением 46% ширины TW контакта протектора с грунтом от края ТЕо контакта с грунтом. Основная продольная канавка 3 полностью сформирована в этом диапазоне Y3. Кроме того, предпочтительно диапазон Y3 находится между положением 25% ширины TW контакта протектора с грунтом и положением 35% ширины TW контакта протектора. Кроме того, предпочтительно диапазон Y4 области для формирования первой основной продольной канавки 4А внутренней области находится во внутренней области 2i и между положением 50% ширины TW контакта протектора с грунтом от края ТЕо контакта с грунтом, расположенного во внешней области, и положением 70% ширины TW контакта протектора с грунтом от края ТЕо контакта с грунтом. Кроме того, предпочтительно диапазон Y5 области для формирования второй основной продольной канавки 4В внутренней области находится во внутренней области 2i и между положением 70% ширины TW контакта протектора с грунтом от края ТЕо контакта с грунтом, расположенного во внешней области, и положением 86% ширины TW контакта протектора с грунтом от края ТЕо контакта с грунтом.
Можно обеспечить надлежащий баланс жесткости в аксиальном направлении шины, чтобы дополнительно улучшить характеристику сцепления с сухим дорожным покрытием (в частности, ходовые характеристики на повороте), посредством формирования основных продольных канавок 3, 4А, 4В в таких диапазонах Y3, Y4, Y5.
Основные продольные канавки 3, 4А, 4В имеют ширины Wg3, Wg4 (в общем, обозначаемые как Wg) по меньшей мере 8 мм, как показано на Фиг.6 и 7, демонстрирующих поперечные сечения этих канавок. В данном воплощении ширина Wg3 основной продольной канавки 3 больше ширины Wg4 основных продольных канавок 4А и 4В, тем самым подавляют снижение баланса характеристики отвода воды за счет асимметричного расположения. С точки зрения баланса между характеристикой сцепления с сухим дорожным покрытием и ходовыми характеристиками на влажном дорожном покрытии предпочтительно ширина Wg3 составляет от 5 до 9% ширины TW контакта протектора с грунтом, а ширина Wg4 составляет от 4 до 8% ширины TW контакта протектора с грунтом.
Предпочтительно глубины Hg3 и Hg4 (в общем, обозначаемые как Hg) основных продольных канавок 3, 4А и 4В одинаковы и составляют от 6,5 до 9,0 мм, в особенности, от 7,0 до 8,0 мм. Причина состоит в том, что если глубина Hg канавки велика, требуется увеличивать толщину резины протектора для предотвращения повреждений на дне канавки, и в результате тепловыделение в ходе движения увеличивается, вызывая, в частности, в шинах высокоскоростных автомобилей чрезмерный износ (преждевременный износ) вследствие теплового старения резины. Таким образом, с точки зрения характеристики отвода воды и предотвращения термического старения предпочтительно выбирать глубину Hg канавки из указанного выше диапазона.
Как показано на Фиг.4 и 6, основная продольная канавка 3 сформирована в виде прямолинейной канавки так, что линии 21 кромки, в которых поверхности 20 стенок канавки с обеих сторон канавки пересекаются с поверхностью 2 протектора, проходят прямолинейно в продольном направлении, и каждая поверхность 20 стенки канавки сформирована из полого наклоненной верхней части 20U поверхности стенки, проходящей вниз от линии 21 кромки под углом θ1 от 40 до 60° относительно линии, перпендикулярной поверхности 2 протектора, и круто наклоненной нижней части 20L поверхности стенки, которая является продолжением нижнего конца Ue верхней части 20U поверхности стенки и проходит до дна 22 канавки по углом θ2 меньше, чем угол θ1. Кроме того, выступы 23, выступающие от нижней части 20L поверхности стенки по направлению к центру ширины канавки, расположены в нижней части 20L поверхности стенки на расстоянии в продольном направлении. Выступы 23 имеют треугольное поперечное сечение с наклонной поверхностью 23S, проходящей от нижнего конца Ue верхней части 20U поверхности стенки до дна 22 канавки под углом θ3, который не больше угла θ1, но больше, чем угол θ2.
Таким образом, основная продольная канавка 3, расположенная во внешней области 2о, сформирована в виде прямолинейной канавки, у которой линии 21 кромки проходят прямолинейно в продольном направлении. Поэтому внешние участки и внутренние участки, которые видны в зигзагообразной канавке и на которых изменяется жесткость, не сформированы, так что развитие неравномерного износа, вызываемого этими участками, можно предотвратить. Кроме того, поверхность 20 стенки канавки со стороны поверхности протектора сформирована из полого наклоненной верхней части 20U поверхности стенки. Так как верхняя часть 20U поверхности стенки является полого наклоненной под углом θ1 от 40 до 60°, она выполняет функцию скошенной области 24, в которой угловой участок J между поверхностью 20 стенки канавки и поверхностью 2 протектора вырезан, таким образом, развитие неравномерного износа, возникающего из-за углового участка J, можно предотвратить по всей длине основной продольной канавки 3. Это означает, что изменение жесткости вдоль линий 21 кромки можно подавить путем формирования основной продольной канавки 3 в виде прямолинейной канавки. Более того, полого наклоненная верхняя часть 20U поверхности стенки служит в качестве скошенной области 24, посредством чего жесткость кромок 21 можно поддерживать на высоком уровне. В результате, даже при движении, включающем поворот на высокой скорости (например, движение в экстремальных условиях по замкнутому гоночному маршруту), можно подавить неравномерный износ, возникающий из-за основной продольной канавки 3. Таким образом, изменение характеристики сцепления на сухом дорожном покрытии в ходе движения подавляют, тем самым можно сохранить устойчивость управления.
Кроме того, выступы 23, выступающие от нижней части 20L поверхности стенки, создают силу сдвига столбиков снега в основной продольной канавке 3, обеспечивая тяговое усилие на заснеженном дорожном покрытии. Более того, так как выступы 23 имеют треугольное поперечное сечение с наклонной поверхностью 23S, шина имеет превосходную характеристику внедрения в снег и характеристику выталкивания снега из канавки, и, более того, ухудшение характеристики отвода воды может быть подавлено.
Предпочтительно глубина hU верхней части 20U поверхности стенки от поверхности 2 протектора составляет от 5 до 50%, в особенности, от 20 до 40% глубины Hg3 основной продольной канавки 3. Если глубина hU составляет менее 5%, неравномерный износ, развивающийся при движении на предельной скорости или в подобных условиях, недостаточно подавляется. Если глубина hU составляет более 50%, ширина канавки становится слишком большой, так что площадь контакта с грунтом снижается, что приводит к ухудшению характеристики сцепления с сухим дорожным покрытием. Аналогично, если угол θ1 составляет менее 40°, эффект подавления неравномерного износа недостаточный, а если угол θ1 составляет более 60°, площадь контакта с грунтом слишком снижается, что приводит к снижению характеристики сцепления с сухим дорожным покрытием.
Предпочтительно угол θ2 нижней части 20L поверхности стенки составляет от 5 до 45°, в особенности, от 15 до 30°. Если угол θ2 составляет более 45°, объем канавки снижается, так что характеристика отвода воды (ходовые характеристики на мокром дорожном покрытии) и ходовые характеристики на снегу являются неудовлетворительными. С другой стороны, угол θ2 менее 5° является недостаточным для ходовых характеристик на снегу, так как характеристика выбрасывания снега, захваченного канавкой (например, характеристика выталкивания снега), ухудшается. Кроме того, если разность (θ1-θ2) небольшая, выступ 23 выступает недостаточно, так что создаваемое тяговое усилие является недостаточным. Таким образом, предпочтительно разность (θ1-θ2) составляет 5° или более.
Что касается выступов 23, предпочтительно угол θ3 наклонной поверхности 2S подпадает в диапазон θ1≥θ3>θ2 и, кроме того, с точки зрения тягового усилия на заснеженном дорожном покрытии, разность (θ3-θ2) составляет 5° или более, таким же образом, как разность (θ1-θ2). Угол θ3 выступов 23 может быть таким же, как угол θ1. В этом случае верхняя часть 20U поверхности стенки и наклонная поверхность 23S образуют поверхность в одной плоскости. Выступы 23 могут проходить по направлению к противоположной поверхности стенки через центр Cg ширины канавки, но предпочтительно, с точки зрения сохранения характеристики отвода воды, выступы 23 не достигают центра Cg ширины канавки. Как показано на Фиг.4, предпочтительно, с точки зрения тягового усилия, поверхности 23а продольного конца выступов 23 наклонены под углом γ не более 30° относительно аксиального направления шины.
Средняя величина продольного шага Pm между соседними в продольном направлении выступами 23, 23 составляет от 30 до 90% продольной длины поверхности контакта протектора с грунтом (длина контакта протектора с грунтом). Если средняя величина шага Pm составляет более 90%, число сформированных выступов 23 слишком мало и, соответственно, трудно обеспечить достаточное тяговое усилие. Термин "средняя величина продольного шага Pm" означает величину, полученную делением продольной длины основной продольной канавки 3 на число сформированных выступов 23. Выступы 23 размещают, например, способом оценки значимого шага. Если средняя величина продольного шага Pm составляет менее 30%, характеристика выталкивания снега и характеристика отвода воды могут ухудшиться. Продольная длина La выступов 23 предпочтительно составляет от 30 до 80% средней величины продольного шага Pm. Если длина La составляет менее 30%, характеристика выталкивания снега снижается, что вызывает забивание канавок снегом. Если длина La составляет более 80%, прочность столбиков снега как таковых снижается, что приводит к снижению тягового усилия. Выступы 23, обеспечиваемые на одной поверхности 20 стенки канавки, и выступы 23, обеспечиваемые на другой поверхности 20 стенки канавки, размещают в продольном направлении в различных позициях друг относительно друга с получением зигзагообразного взаимного расположения.
В случае прямолинейного движения контактное давление на грунт является наибольшим в центральной области Rc, расположенной между основной продольной канавкой 3 внешней области и первой основной продольной канавкой 4А внутренней области, как показано на Фиг.1. Таким образом, если в центральной области Rc сформирован ряд блоков, жесткость становится недостаточной, таким образом приводя к ухудшению ходовых характеристик прямолинейного движения, и возникает заметный износ задней и передней частей блоков в ряду. Таким образом, в данном воплощении центральная область Rc сформирована в виде ребра 5, непрерывно проходящего в продольном направлении шины, не разделенного поперечными канавками. Данное ребро 5 снабжено узкими прямолинейными дополнительными продольными канавками 6 (поперечное сечение которых представлено на Фиг.8А), проходящими непрерывно в продольном направлении и имеющими ширину Ws6 менее 5 мм. Дополнительные продольные канавки 6 могут улучшить ходовые характеристики на влажном дорожном покрытии в центральной области Rc при сохранении жесткости этой области на высоком уровне. Более того, чрезмерный износ при движении с большими скоростями, возникающий вследствие термического старения резины, можно подавить с помощью эффекта излучения тепла дополнительной канавки 6. В данном воплощении представлен случай, когда дополнительная продольная канавка 6 расположена на экваторе шины С.
Во внешней плечевой области Ro, расположенной между основной продольной канавкой 3 внешней области и краем ТЕо контакта с грунтом, расположены, как показано на Фиг.2 в увеличенном виде, внешние поперечные канавки 7, пересекающие внешнюю плечевую область Ro в аксиальном направлении, посредством чего внешняя плечевая область Ro сформирована в виде внешнего ряда 8К блоков, в котором внешние блоки 8 расположены на расстоянии в продольном направлении. Во внешней плечевой области Ro дополнительно расположены узкие дополнительные продольные канавки 9 (поперечное сечение которых представлено на Фиг.8В), проходящие непрерывно в продольном направлении и имеющие ширину Ws9 менее 8 мм, которые разделяют каждый внешний блок 8 на первую часть 8А блока, расположенную со стороны экватора шины, и вторую часть 8В блока, расположенную со стороны края контакта с грунтом.
Внешние поперечные канавки 7, представленные в данном воплощении, являются наклонными канавками, проходящими под углом δ от 40 до 90° относительно продольного направления. Внешние поперечные канавки 7 образуют угол δ от 40 до 80° в местах пересечения с основной продольной канавкой 3, и угол δ постепенно возрастает в направлении края ТЕо контакта с грунтом. Внешние поперечные канавки 7 могут включать линейную часть, проходящую под постоянным углом α. Внешние поперечные канавки 7 могут плавно отводить дождевую воду к внешней стороне поверхности контакта с грунтом в результате своего наклона, и следовательно, можно улучшить ходовые характеристики на влажном дорожном покрытии при подавлении снижения продольной жесткости.
Как показано на Фиг.9, участок со стороны края контакта с грунтом каждой поперечной канавки 7 на угловых частях J с обеих сторон, в которых поверхности 7S стенок поперечной канавки 7 пересекаются с поверхностью 2 протектора, снабжен вырезами К, так что точки "j" пересечения поверхностей 2 и 7S вырезаны подобно скошенному краю. Расстояние Т от края ТЕо контакта с грунтом до аксиально внутреннего конца Ке (показанного на Фиг.2) выреза К составляет не более 25% ширины TW контакта протектора с грунтом, и ширина Kw выреза (представленного на Фиг.9) составляет от 10 до 30% ширины W7 поперечных канавок 7. Ширина W7 поперечных канавок 7, показанных в данном воплощении, постепенно уменьшается по направлению к краю ТЕо контакта с грунтом. В случае если вырезы К сформированы, ширину W7 канавок определяют расстоянием между точками "j", "j" пересечения. Предпочтительно угол θk наклона вырезов К относительно линии, перпендикулярной поверхности 2 протектора, составляет от 55 до 75°. Кроме того, предпочтительно глубина Kh выреза от края ТЕо контакта с грунтом составляет от 5 до 95% глубины Н7 поперечных канавок 7. Такие вырезы К подавляют абразивный износ угловых участков J внешних блоков 8 и таким образом могут предотвратить снижение силы сцепления при минимальном снижении площади контакта с грунтом.
Дополнительная продольная канавка 9, сформированная в виде узкой канавки, может улучшить ходовые характеристики на влажном дорожном покрытии при подавлении снижения жесткости блоков 8. Дополнительная канавка 9 в данном воплощении сформирована в виде зигзагообразной канавки, в частности зигзагообразной канавки в форме прямоугольной волны, улучшая силу сцепления на обледенелом и заснеженном дорожном покрытии.
Предпочтительно число поперечных канавок 7 такое же, как число выступов 23, и каждый выступ 23 сформирован посередине между поперечными канавками 7, 7 в продольном направлении.
Как показано на Фиг.5(А), 5(В) и 7, две основные продольные канавки 4А и 4В внутренней области, расположенные во внутренней области 2i, сформированы в виде зигзагообразных канавок, так что линии 26 кромки, в которой поверхности 25 стенок с обеих сторон канавки пересекаются с поверхностью 2 протектора, имеют форму прямоугольной волны. Более конкретно, каждая линия 26 кромки имеет форму прямоугольной волны так, что первая часть 26а линии кромки со стороны центра ширины канавки (сторона ближе к центру ширины канавки), проходящая прямолинейно в продольном направлении, и вторая часть 26b линии кромки, расположенная снаружи первой части 26а (сторона дальше от центра ширины канавки), поочередно соединены друг с другом посредством соединительных частей 26с небольшой длины. Соединительные части 26с наклонены под углом менее 45°, предпочтительно, не более 40°, относительно аксиального направления. Каждая поверхность 25 стенки канавки состоит из первой части 25а стенки канавки, проходящей от первой части 26а линии кромки ко дну 27а канавки, и второй части 25b стенки канавки, проходящей от второй части 26b линии кромки ко дну 27b канавки. В данном воплощении показан предпочтительный случай, где дно 27а канавки со стороны центра ширины канавки глубже, чем дно 27b канавки, находящееся снаружи, но глубина дна 27а канавки может быть такой же, как глубина дна 27b канавки.
Нагрузка, прикладываемая к внутренней области 2i при экстремальном движении, меньше по сравнению с внешней 2о областью, и, таким образом, внутренняя область 2i трудно подвергается неравномерному износу и имеет меньшее влияние на боковую реакцию колес. Таким образом, возможно дополнительно улучшить характеристику на влажном дорожном покрытии и характеристику на снегу шины в целом при подавлении неравномерного износа путем формирования основных продольных канавок 4 внутренней области в виде зигзагообразных канавок в форме прямоугольной волны. В частности, в данном воплощении показан случай, где угол α2 второй части 25b стенки канавки относительно линии, перпендикулярной поверхности 2 протектора, установлен больше, чем угол α1 первой части 25а стенки канавки относительно линии, перпендикулярной поверхности 2 протектора, посредством чего неравномерный износ линии 26 кромки дополнительно подавляют, при сохранении объема канавки для достижения плавного отвода воды. Предпочтительно угол α2 составляет от 30 до 45°. Также предпочтительно разность (α2-α1) составляет от 10 до 25°.
На внешней линии 26о кромки, расположенной с внешней стороны основных продольных канавок 4 внутренней области относительно транспортного средства, предпочтительно, с точки зрения характеристики сцепления с сухим дорожным покрытием и характеристики отвода воды, продольная длина L1 первой части 26а линии кромки меньше, чем продольная длина L2 второй части 26b линии кромки, как показано на Фиг.5(А) и 5(В). Более того, в случае если обеспечены основные продольные канавки 4 внутренней области, как показано в данном воплощении, предпочтительно, что касается отношения L1/L2 продольной длины L1 первой части 26а линии кромки к продольной длине L2 второй части 26b линии кромки на внешней линии 26о кромки, расположенной с внешней стороны относительно транспортного средства, основная продольная канавка 4, расположенная ближе относительно транспортного средства, имеет большее отношение L1/L2, чем соседняя основная продольная канавка внутренней области, расположенная дальше относительно транспортного средства. Более конкретно, в случае данного воплощения отношение L1/L2 во второй основной продольной канавке 4В внутренней области устанавливают больше, чем отношение в первой основной продольной канавке 4А внутренней области. При этом основная продольная канавка, расположенная ближе к краю TEi контакта с грунтом, имеет отношение L1/L2 ближе к 1 и, таким образом, выступы с обеих сторон центра ширины канавки могут быть выровнены. В результате, сила сцепления на заснеженном дорожном покрытии может быть увеличена при сведении к минимуму неравномерного износа.
Амплитуда WP в аксиальном направлении основных продольных канавок 4 предпочтительно составляет от 25 до 40% ширины Wg4 основных продольных канавок 4. Число шагов зигзага в каждой основной продольной канавке 4А и 4В совпадает с числом сформированных выступов 23.
Как показано на Фиг.3 в увеличенном виде, средние поперечные канавки 10 обеспечены в средней области Rm, расположенной между первой основной продольной канавкой 4А внутренней области и второй основной продольной канавкой 4В внутренней области, так что они пересекают среднюю область Rm в аксиальном направлении шины, посредством чего сформированы средние блоки 11 в виде ряда блоков 11R средних блоков 11, расположенных на расстоянии в продольном направлении шины. Внутренняя плечевая область Ri между второй основной продольной канавкой 4А внутренней области и краем TEi контакта с грунтом внутренней области также снабжена внутренними поперечными канавками 12, пересекающими внутреннюю плечевую область Ri в аксиальном направлении шины, таким образом, формируя внутреннюю плечевую область Ri в виде ряда 13R внутренних блоков 13, расположенных на расстоянии в продольном направлении.
В данном воплощении поперечные канавки 10 наклонены под углом β от 40 до 70° относительно продольного направления шины. Поперечные канавки 12 проходят под углом λ, большим, чем угол β. Кроме того, с точки зрения характеристики отвода воды, предпочтительно поперечные канавки 7, 10 и 12 наклонены в одном и том же направлении относительно продольного направления. Эти поперечные канавки 10 и 12 служат для улучшения характеристики разрезания водной пленки и характеристики отвода воды, тем самым дополнительно улучшая характеристику отвода воды на внутренней области 2i и поддерживая высокий уровень ходовых характеристик на влажном дорожном покрытии всей поверхности 2 протектора. Для этой цели предпочтительно отношение площади контакта с грунтом к общей площади поверхности внутренней области 2i составляет от 40 до 49%, в особенности, 45%, и такое отношение для внешней области 2о составляет от 60 до 70%, особенно 65%. Более того, что касается всей площади поверхности контакта с грунтом, предпочтительно отношение площади контакта с грунтом к площади всей поверхности составляет от 51 до 60%, в особенности, 55%. Если отношение указанных площадей внутренней области 2i составляет менее 40%, площадь контакта с грунтом становится слишком маленькой в транспортном средстве с развалом колес, и характеристика сцепления не может проявляться в достаточной степени.
В данном воплощении, как проиллюстрировано на примере поперечной канавки 10 на Фиг.10, перемычка 14, выступающая из дна канавки, сформирована в каждой поперечной канавке 7, 10 или 12 на пересечении с основной продольной канавкой 3 или 4, посредством которой жесткость рисунка в ряду блоков 8R, 11R и 13R улучшена, чтобы подавить неравномерный износ, такой как износ задней и передней поверхности блоков. Предпочтительно глубина перемычки 14 от поверхности протектора 2 составляет от 5 до 70%, в особенности, от 15 до 40% глубины Hg соседней основной продольной канавки 3 или 4.
В данном воплощении, как показано на Фиг.2 и 3, ламели 15 размещены на блоках 8 и 13 для сохранения характеристик на обледенелом дорожном покрытии.
Описано особенно предпочтительное воплощение настоящего изобретения, но настоящее изобретение может быть реализовано в различных воплощениях и не ограничено только воплощением, представленным на чертежах.
Примеры
Чтобы подтвердить технические эффекты настоящего изобретения, радиальные шины для пассажирских автомобилей (внутренняя конструкция общая для всех шин) с размером 255/40R20 и основным рисунком, представленным на Фиг.1, изготавливали на основании технических характеристик, представленных в таблице 1, и испытывали на ходовые характеристики на повороте (по сухому дорожному покрытию), сопротивление неравномерному износу и ходовые характеристики на снегу. Сравнительный пример 1 и пример 2 одинаковы за исключением основных продольных канавок 4А и 4В внутренней области.
Ходовые характеристики на снегу
3
Шины устанавливали на обода (20×9,0JJ) и устанавливали на четыре колеса легкового автомобиля (автомобиль Japanese 3500 см 4WD) при внутреннем давлении 230 кПа. Испытательный автомобиль проходил по маршруту испытаний на заснеженном дорожном покрытии, и устойчивость управления, включая тормозные характеристики, оценивали по ощущениям водителя. Результаты представлены в виде показателя на основе результатов примера 1, принятого за 100. Чем больше величина, тем лучше ходовые характеристики на снегу.
Ходовые характеристики на повороте
Указанный выше автомобиль проходил по маршруту испытаний на сухом покрытии (включая обычную дорогу). Уровень сцепления и критический уровень при движении на повороте оценивали по ощущениям водителя. Результаты представлены в виде показателя на основе результатов примера 1, принятого за 100. Чем больше величина, тем лучше ходовые характеристики на повороте и устойчивость управления на сухом дорожном покрытии.
Сопротивление неравномерному износу
Указанный выше автомобиль проходил расстояние 30 км по маршруту испытаний в режиме экстремального вождения, и отслоение резины и блоков и наличие неравномерного износа оценивали визуально. Результаты представлены в виде показателя на основе результатов примера 1, принятого за 100. Чем больше величина, тем лучше сопротивление неравномерному износу.
Таблица 1
Пример 1
Ср. пр.1
Пример 2
Основная продольная канавка 3 внешней области
Прямолин. канавка
Прямолин. канавка
Прямолин. канавка
Ширина Wg3 канавки (мм)
19,5
19,5
19,5
Глубина Hg3 канавки (мм)
8
8
8
Наличие выступов
есть
нет
есть
угол θ1 верхней части поверхности стенки (°)
45
45
45
Угол θ2 нижней части поверхности стенки (°)
40
20
40
угол θ3 наклонной поверхности выступов (°)
25
-
25
Угол λ продольного конца поверхности выступа (°)
20
-
20
Глубина hU верхней части поверхности стенки (мм)
2,5
2,5
2,5
Дополнительная продольная канавка 6Ширина Ws6 канавки (мм)
2,5
2,5
2,5
Дополнительная продольная канавка 9Ширина Ws9 канавки (мм)
5,0
5,0
5,0
Основная продольная канавка 4А внутренней области
Зигзагообразная (прямоуг. волна)
Зигзагообразная (прямоуг. волна)
Прямолин. канавка
Ширина Wg4 канавки (мм)
16,5
16,5
16,5
Ширина Hg4 канавки (мм)
8,0
8,0
8,0
Основная продольная канавка 4В внутренней области
Зигзагообразная (прямоуг. волна)
Зигзагообразная (прямоуг. волна)
Прямолин. канавка
Ширина Wg4 канавки (мм)
17,0
17,0
17,0
Ширина Hg4 канавки (мм)
8,0
8,0
8,0
Ходовые характеристики на повороте
100
90
105
Сопротивление неравномерному износу
100
100
105
Ходовые характеристики на снегу
100
80
70
* Ширина TW контакта протектора с грунтом составляет 230 мм