ШИПОВАННАЯ ШИНА
SNOW TIRE

Настоящее изобретение относится к шипованной шине, а именно, к шипованной шине, позволяющей улучшить ходовые показатели на льду за счет установки шипов в шипуемую шину.
У шипованной шины, полученной за счет установки шипов в шину, имеется множество шипов, расположенных в разных частях шашек поперечно беговой дорожке, причем, например, цилиндрическая часть острого наконечника шипа выступает из поверхности беговой дорожки и царапает лед, увеличивая фрикционное сопротивление шины, тем самым, обеспечивая высокие ходовые и тормозные показатели на льду.
Что касается расположения шипов на беговой дорожке, то в документе JP 2006192955А, например, раскрыта пневматическая шина, рисунок шашек которой состоит из множества шашек с установленными в них шипами. В области беговой дорожки, находящейся с внутренней стороны автомобиля, после установки шины на автомобиль, шашки расположены таким образом, что направление их жесткости, в целом, проходит в продольном направлении шины. В области беговой дорожки, находящейся с внешней стороны автомобиля, после установки шины на автомобиль, шашки расположены таким образом, что направление их жесткости проходит наклонно относительно поперечного направления шины.
В шине, описанной в JP 2006192955А, после установки шипов в шашках, они расположены таким образом, что положение шипов в шашках, смежных в поперечном направлении беговой дорожки, идентично или почти идентично друг другу в продольном направлении беговой дорожки. Поэтому части шипов, зацепляющиеся за обледеневшую поверхность, при вращении шины проходят по одной и той же траектории, что, вероятно, не позволяет обеспечивать требуемые ходовые показатели на льду.
Шипованная шина согласно настоящему изобретению имеет беговую дорожку, одну или несколько продольных канавок, проходящих в продольном направлении беговой дорожки, множество боковых канавок, проходящих в поперечном направлении и раскрывающихся в продольные канавки, а также массив шашек, образованный продольными канавками и боковыми канавками, и характеризуется тем, что отверстия, в которые вставляются шипы, расположены в шашках, составляющих массив шашек, таким образом, что отверстия в пятне контакта беговой дорожки шины не накладываются друг на друга в продольном направлении беговой дорожки.
Термин «не накладываются друг на друга в продольном направлении беговой дорожки» в используемом здесь смысле означает, что следы, процарапанные на льду шипами, вставленными в отверстия, не накладываются, точнее, воображаемые траектории между шипами в продольном направлении беговой дорожки не накладываются друг на друга.
У подобной шины отверстия предпочтительно расположены на соответствующих воображаемых линиях, проходящих в продольном направлении беговой дорожки, между которыми, в поперечном направлении беговой дорожки, имеются равномерные промежутки. Термин «равномерные промежутки» в используемом здесь смысле относятся к промежуткам, имеющим, в целом, одинаковую ширину, включая производственные допуски.
Воображаемые линии проецируются по беговой поверхности после того как пневматическая шина установлена на стандартный обод, указываемый в стандартной спецификации для места, где шина произведена или используется, например, для Японии - в стандарте JATMA (Ассоциации производителей автомобильных шин Японии), для Европы - в сборнике стандартов ETRTO (Европейской технической организации по шинам и ободам), для Соединенных Штатов Америки - в ежегоднике TRA (Ассоциации автошин и колесных дисков), а внутреннее давление шины доведено до максимального значения, установленного соответствующим стандартом, например, JATMA, с учетом типоразмера шины.
Отверстия, смежные в продольном направлении беговой дорожки, предпочтительно отделены друг от друга одной или несколькими воображаемыми линиями, проходящими в поперечном направлении беговой дорожки.
Кроме этого, отверстия предпочтительно находятся в шашках, составляющих плечевой массив шашек, расположенный с крайней внешней стороны в поперечном направлении беговой дорожки.
В свою очередь, наклонные канавки, проходящие от боковых канавок наклонно относительно продольного направления беговой дорожки, расположены таким образом, что положение наклонных канавок, раскрывающихся в боковые канавки, согласуется друг с другом в поперечном направлении беговой дорожки.
В шипованной шине согласно настоящему изобретению имеются отверстия для шипов, которые расположены в шашках, образующих массив шашек, таким образом, что отверстия в пятне контакта шины не накладываются друг на друга в продольном направлении шины. Отверстия для шипов в каждой шашке расположены по-разному в поперечном направлении шины, предпочтительно, множество отверстий равномерно распределены в поперечном направлении шины. Таким образом, шипы процарапывают разные места обледеневшего дорожного покрытия, что позволяет улучшить ходовые показатели и тормозные показатели на льду за счет того, что шипы процарапывают более широкие борозды.
Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - часть протектора шипованной шины согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг.2 - часть протектора шипованной шины согласно другому предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг.3 - часть протектора шипованной шины согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг.4 - часть протектора шипованной шины согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг.5 - вид сбоку одного из примеров шипа, устанавливаемого в шине;
фиг.6(a) - вид в перспективе шипа по фиг.5;
фиг.6(b)-(е) - виды в перспективе шипов согласно другому варианту выполнения; фиг.7(a) - обледеневшее дорожное покрытие, после того как по нему проехала шипованная шина согласно настоящему изобретению, установленная на автомобиль;
фиг.7(b) - часть изображения по фиг.7(a) в увеличенном масштабе;
фиг.8 - часть протектора обычной шипованной шины.
Далее варианты выполнения настоящего изобретения будут рассмотрены подробно со ссылкой на чертежи. На фиг.1 представлен чертеж части протектора пневматической шины согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения. Усилительные конструкции шины аналогичны конструкциям, используемым в обычной радиальной шине или обычной диагональной шине, поэтому на чертежах они не показаны.
На чертежах ссылочной позицией 1 обозначена поверхность протектора с одной или несколькими продольными канавками, проходящими в продольном направлении беговой дорожки. На данной фигуре продольные канавки являются центральными продольными канавками 2, которые расположены вблизи от экваториальной линии CL, имеют линейные стенки канавок со стороны экваториальной линии CL и зигзагообразные стенки канавок с торцевой стороны беговой дорожки. На данной фигуре экваториальная линия CL и центральные продольные канавки образуют между собой центральные беговые участки 3, а центральные продольные канавки 2 и торцевые части беговой дорожки образуют между собой плечевые шашки 4.
На центральном беговом участке 3 выполнены боковые канавки 5, которые проходят наклонно относительно продольного направления беговой дорожки от центральной продольной канавки 2 и оканчиваются в середине центрального бегового участка. На плечевом беговом участке 4 массивы шашек, состоящие из множества плечевых шашек 7, образованы боковыми канавками 6, которые проходят под наклоном относительно продольного направления беговой дорожки и раскрываются в центральную продольную канавку 2.
На беговых участках 3, 4, соответственно имеются ламели 8, 9 зигзагообразной формы, проходящие, в целом, в продольном направлении беговой дорожки.
В плечевых шашках 7 имеются наклонные канавки 10, раскрывающиеся в смежные боковые канавки 6, а также вырезная канавка 11, оканчивающаяся в шашке. Предпочтительно, положение наклонных канавок, раскрывающихся в боковые канавках 6, согласуется друг с другом в поперечном направлении беговой дорожки.
В плечевых шашках 7 изображенной пневматической шины, отверстия 13, в которые вставляются шипы, выполнены на плоских участках 12, образованных ламелями 9 и вырезными канавками 11, а отверстия 15, в которые вставляются шипы, образованы на плоских участках 14, окруженных ламелями 9. Отверстия 13, 15 расположены таким образом, чтобы они не накладывались друг на друга в продольном направлении беговой дорожки. Предпочтительно лишь одно из отверстий 13,,15 находится в пятне контакта протектора шины в продольном направлении беговой дорожки.
Ширина центральной продольной канавки 2 может быть, например, от 11 до 14 мм, а глубина канавки от 9.0 до 10 мм. Ширина боковых канавок 5, 6 может быть, например, от 8.0 до 11.0 мм, а глубина канавок от 9.0 до 10 мм. Ширина наклонной канавки 8 и вырезной канавки 11 может быть, например, от 5.0 до 6.0 мм, глубина канавок от 4.5 до 5.0 мм. Длина ламелей 8, 9 может быть, например, от 20 до 40 мм, а глубина ламелей от 6.5 до 7.5 мм.
На фиг.2 показан вид в сечении вдоль меридиана части пневматической шины согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения. Элементы, аналогичные элементам по предыдущей фиг.1, обозначены такими же ссылочными позициями, а их описание было опущено. По данному варианту выполнения вырезные канавки отсутствуют, а вместо них в плечевых шашках 7 используются наклонные канавки 10. Отверстия 15, в которые вставляются шипы, образованы на плоских участках 14, окруженных ламелями 9. Отверстия 15 расположены таким образом, чтобы они не накладывались друг на друга в продольном направлении беговой дорожки. Положение наклонных канавок 10, раскрывающихся в боковые канавки 6, не согласуется друг с другом в поперечном направлении беговой дорожки, причем канавки смещены в поперечном направлении беговой дорожки в зависимости от положения отверстий 15.
На фиг.3 показан вид в сечении вдоль меридиана части пневматической шины согласно другому предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения. Элементы, аналогичные элементам по фиг.1, обозначены такими же ссылочными позициями, а их описание было опущено. В данном варианте выполнения вырезные канавки отсутствуют, а вместо них в плечевых шашках 7 используются наклонные канавки 10. Отверстия 15, в которые вставляются шипы, образованы на плоских участках
14, окруженных ламелями 9. Отверстия 15 расположены таким образом, чтобы они не накладывались друг на друга в продольном направлении беговой дорожки. Положение наклонных канавок 10, раскрывающихся в боковые канавки 6, согласуется друг с другом в поперечном направлении беговой дорожки.
На фиг.4 показан вид в сечении вдоль меридиана части пневматической шины согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения. Элементы, аналогичные элементам по фиг.1, обозначены такими же ссылочными позициями, а их описание было опущено. Отверстия 13, в которые вставляются шипы, выполнены на плоских участках 12, образованных ламелями 9 и вырезными канавками 11, а отверстия
15, в которые вставляются шипы, образованы на плоских участках 14, окруженных ламелями 9. Отверстия расположены таким образом, чтобы они не накладывались друг на друга в продольном направлении беговой дорожки. В одной шашке 7 могут быть сформированы два отверстия 15. Формирование множества отверстий 15 в шашке позволяет увеличить плоскую область 14, что обеспечивает равномерную жесткость шашек.
У подобной шины отверстия предпочтительно расположены на соответствующих воображаемых линиях «t», проходящих по поверхности 1 протектора в продольном направлении беговой дорожки через равные промежутки «s» в поперечном направлении беговой дорожки. Подобная компоновка позволяет шипам зацепляться за обледеневшее дорожное покрытие в разных местах, что улучшает сцепные свойства шипов.
Воображаемые линии «t» могут проходить, например, в области, находящейся в диапазоне от 35 до 90% половины ширины Tw беговой дорожки, а расстояние между ними может составлять от 4 до 6 мм. Шипы имеют тенденцию выпадать при вращении шины, если шипы установлены за пределами области, находящейся менее чем на 35% или более чем на 90% от половины ширины беговой дорожки от экватора.
Отверстия 13, 15, смежные в продольном направлении беговой дорожки предпочтительно разделены одной или несколькими воображаемыми линиями «t», проходящими между ними в поперечном направлении беговой дорожки. Подобная компоновка позволяет улучшить ходовые показатели на льду без уменьшения количества шипов в продольном направлении беговой дорожки и расстояний в поперечном направлении беговой дорожки между шипами, смежными в продольном направлении беговой дорожки.
Плечевые шашки 7 существенно влияют на управляемость автомобилем на обледеневшем дорожном покрытии, поэтому отверстия 13, 15 предпочтительно расположены в плечевых шашках 7.
Положение наклонных канавок 10 и вырезных канавок 11, раскрывающихся в боковые канавки 6, предпочтительно согласуется друг с другом в поперечном направлении беговой дорожки. Подобная компоновка позволяет улучшить отвод воды без снижения ходовых показателей на льду.
На фиг.5 показан вид сбоку одного из типовых шипов. На данной фигуре ссылочной позицией 20, в целом, обозначен шип, ссылочной позицией 21 обозначен острый наконечник, который может изготавливаться, например, из твердого металла, такого как вольфрамовая сталь, а ссылочной позицией 22 обозначен фланцевый участок, расположенный у нижнего торца острого наконечника 21 и монолитно соединенный с острым наконечником 21. Диаметр фланцевого участка 22 больше, чем у острого наконечника. Планарный контур шипа 21 имеет, например, круглую форму.
Шип 20 может иметь, например, острый наконечник 21 с диаметром «r» равным примерно 2.5 мм, корпусную часть 22 с диаметром R, равным примерно 4.5-6.0 мм и высотой «h», равной примерно 10-12 мм. Расстояние «х» между острыми наконечниками 21 смежных шипов 20 в поперечном направлении беговой дорожки составляет, например, 5.0-7.0 мм.
Шипы 20 устанавливаются по месту путем помещения фланцевых участков 22 в отверстия шипуемой шины. Шипованная шина, получаемая в результате установки шипов в шипуемую шину, позволяет увеличить фрикционное сопротивление за счет острых наконечников 21, которые выступают из поверхности беговой дорожки и зацепляются за лед, улучшая ходовые показатели на льду.
На фиг.6 (а) показан вид в перспективе шипа по фиг.5, а на фигурах 6 (b)-6 (е) показаны виды в перспективе других вариантов выполнения шипа. Шипы, изображенные на фиг.6 (b)-6 (е), также как и шип по фиг.6 (а), могут устанавливаться в отверстия шипуемой шины.
ПРИМЕР
Для проведения испытаний были подготовлены шины, имеющие компоновку, показанную на фигурах, и типоразмер 195/65R15. Испытания типовых шин 1-4 и сравнительной шины, спецификации которой указаны в таблице 1, с целью определения их ходовых показателей на льду и неравномерного износа, проводились зимой, в январе и феврале. Шипы, использовавшиеся в шинах, имели конфигурацию, показанную на фиг.5. Диаметр «г» острого наконечника составлял 2.4 мм, диаметр R корпусной части составлял 4.5 мм (диаметр фланцевой части составлял 8.0 мм), а высота «h» шипа составляла 11 мм. Конфигурация сравнительной шины не менялась и соответствовала конфигурации типовых шин.
Таблица 1
Типовая шина 1
Типовая шина 2
Типовая шина 3
Типовая шина 4
Сравнительная шина
Фиг.
1
2
3
4
7
Количество отверстий
110
110
110
110
110
Расстояние «s» (мм)
3.7
3.7
неравномерное
3.7
неравномерное
Расстояние «х» (мм)
6.1
6.1
неравномерное
6.1
неравномерное
Ходовые показатели на льду
Каждая из типовых шин 1-4 и сравнительная шина были установлены на обод размером 6.0×15, а их внутреннее давление было доведено до 220 кПа. Затем узлы из шин/ободов были установлены на передние и задние оси автомобиля Гольф. Реальные ходовые испытания проводились на специально подготовленной трассе с обледеневшим покрытием в Швеции, где использование шипованных шин не является обязательным. Замерялось время, необходимое для ускорения с 0 км/ч до 35 км/ч. Полученные временные результаты указаны в качестве индексных значений в таблице 2. Следует отметить, что индексные значения в таблице 2 указаны относительно результатов, полученных для типовой шины 1, используемой в качестве эталона. Чем больше индексное значение, тем лучше ходовые показатели на льду.
Неравномерный износ
Каждая из типовых шин 1-4 и сравнительная шина были установлены на обод размером 6.0×15 и накачаны до внутреннего давления 220 кПа. Затем узлы из шин/ободов были установлены на передние и задние оси автомобиля Гольф или аналогичного автомобиля. Реальные ходовые испытания проводились в Подмосковье, на протяжении примерно 15,000 км. Были произведены замеры разной степени износа на центральном беговом участке и на плечевом участке, усредненные значения указаны в таблице 2. Чем меньше значение, указанное в таблице, тем меньше разница в износе, т.е. лучше сопротивление неравномерному износу.
Таблица 2
Типовая шина 1
Типовая шина 2
Типовая шина 3
Типовая шина 4
Сравнительная шина
Ходовые показатели на льду, %
100
100
95
100
91
Сопротивление неравномерному износу (мм)
0.7
1.5
0.7
0.7
0.7
Как показано в таблице 2, в отличие от сравнительной шины, типовые шины 1-4 позволяют улучшить ходовые показатели на льду без ухудшения сопротивления неравномерному износу. Кроме этого, шипы в типовых шинах 1, 2 и 4 были расположены через равные промежутки, как это показано на фиг.7. Поэтому подобные шины оставляли царапающие следы на обледеневшем дорожном покрытии равномерно, улучшая ходовые показатели на льду.