СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ КОНТРОЛЯ КУРСОВОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ШИНЫ И ШИНА, ПОЛУЧЕННАЯ В СООТВЕТСТВИИ С УКАЗАННЫМ СПОСОБОМ
METHOD FOR IMPROVING CONTROL OF ROAD-HOLDING OF TYRE AND TYRE OBTAINED ACCORDING TO SAID METHOD

Настоящее изобретение относится к способу изготовления шин, в частности, зимних шин и шипованных шин, которые способны обеспечить повышенную степень контроля курсовой устойчивости шины/держания дороги шиной во время движения.
Кроме того, изобретение относится к шине, в частности, зимней шине или шипованной шине, изготовленной в соответствии с подобным способом.
Шина, как правило, содержит каркасный конструктивный элемент, которому придана форма тороида относительно оси вращения, на который брекерный конструктивный элемент наложен в радиальном направлении снаружи и на который дополнительно наложен протекторный браслет, изготовленный из эластомерного материала, на котором образована поверхность протектора, которая предназначена для входа в контакт с поверхностью дороги.
Через протекторный браслет, как правило, проходят канавки, образованные на его поверхности с очень широким рядом конфигураций, которые совместно с блоками, которые они ограничивают и границы которых они определяют, в основном образуют рисунок протектора шины.
Известно, что характеристики протекторного браслета, который представляет собой компонент шины, находящийся в непосредственном контакте с грунтом, в основном определяют уровни эксплуатационных характеристик шины с точки зрения курсовой устойчивости как во время фаз ускорения и во время торможения, так и в случае сцепления с дорогой в боковом направлении.
Например, наличие и конфигурация канавок на поверхности протектора, обеспечивающих возможность выпуска любой воды, имеющейся на поверхности дороги, повышают курсовую устойчивость шины на мокрых поверхностях.
Кроме того, известно, что удерживание шины на покрытой снегом поверхности или покрытой льдом поверхности особенно затруднено вследствие уменьшенного коэффициента трения поверхности дороги.
Для по меньшей мере частичного исправления данного недостатка широко используются так называемые зимние шины, отличающиеся наличием в блоках протекторного браслета множества небольших прорезей, известных как «щелевидные дренажные канавки», которые выполнены с возможностью удерживания заданного количества снега на поверхности протектора, что обеспечивает повышение адгезионного сцепления по отношению к покрытой снегом поверхности дороги, или - в особенности в странах с длинными и суровыми зимами - так называемые шипованные шины, то есть шины, в протекторных браслетах которых предпочтительно зафиксированы металлические элементы, известные как «шипы», которые за счет выступания в соответствующей степени от поверхности протектора шины способны врезаться в покрытую льдом поверхность, в результате чего обеспечивается надлежащее сцепление шины с дорогой даже на поверхности дороги данного типа.
Шина определена как «направленная», когда она выполнена с конфигурацией с предпочтительным направлением качения, как правило, совпадающим с направлением вращения шины, когда она установлена на транспортном средстве, движущемся вперед.
Следовательно, на поверхности протектора направленной шины указано «направление движения вперед», которое является касательным к поверхности протектора и которое направлено в предпочтительном направлении качения шины.
Предусмотрено, что термины «передняя сторона» и «задняя сторона» в том случае, когда они относятся к блокам протекторного браслета, означают соответственно сторону блока, которая по существу направлена в направлении движения вперед, и сторону, противоположную по отношению к ней.
Блок будет указан как «следующий» или «предшествующий» по отношению к другому блоку, когда он расположен на протекторном браслете соответственно за или перед другим блоком относительно направления движения вперед.
Предусмотрено, что термин «зкваториальная плоскость» шины относится к плоскости, которая является центральной в аксиальном направлении и которая перпендикулярна к оси вращения самой шины.
Предусмотрено, что термин «центральная зона» протекторного браслета относится к зоне поверхности протектора, которая сцентрирована относительно экваториальной плоскости шины и которая проходит на расстоянии, составляющем от 30% до 50% от полного размера (ширины) протекторного браслета в аксиальном направлении, в то время как термин «плечевые зоны» предназначен для обозначения зон поверхности протектора, которые проходят от концов протекторного браслета, противоположных в аксиальном направлении, до центральной зоны. Следовательно, данные плечевые зоны являются симметричными относительно экваториальной плоскости шины, и каждая из них проходит на расстоянии, составляющем от 25% до 35% от общей ширины протекторного браслета.
Предусмотрено, что термины «плечевые блоки» и «центральные блоки» относятся к блокам, которые расположены, по меньшей мере, на 80% их площади поверхности соответственно в плечевой зоне и в центральной зоне протекторного браслета.
Предусмотрено, что термин «промежуточные блоки» относится к блокам, которые не подпадают под предшествующее определение и которые расположены в аксиальном направлении между указанными центральными блоками и указанными плечевыми блоками.
Предусмотрено, что термин «боковая жесткость» протекторного браслета или его зоны относится к способности противодействовать деформациям, которые обусловлены касательным напряжением, действующим на поверхность протектора и имеющим аксиальное направление.
Другими словами, боковая жесткость первой зоны протекторного браслета будет рассматриваться как превышающая боковую жесткость второй зоны протекторного браслета, если при подвергании обеих зон воздействию напряжения сдвига, имеющего аксиальную составляющую, например, при приведении шины в движение на поворотах, блоки первой зоны будут деформироваться в меньшей степени, чем блоки второй зоны.
Предусмотрено, что термин «удельная боковая жесткость» относится к величине боковой жесткости на единицу площади поверхности, рассчитанной в некотором месте протектора.
Следовательно, боковая жесткость части протекторного браслета рассчитывается исходя из значений удельной боковой жесткости путем интегрирования удельной боковой жесткости по поверхности соответствующей части.
Предусмотрено, что термин «канавка» относится к прорези, которая образована на поверхности протектора и которая имеет минимальную ширину, составляющую приблизительно 1,5 мм, и минимальную глубину, составляющую приблизительно 5 мм.
Однако предусмотрено, что термин «прорезь» относится к вырезу, который образован на части протекторного браслета и который имеет ширину, составляющую от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 1,5 мм, и глубину, составляющую от приблизительно 1 мм до приблизительно 15 мм.
Предусмотрено, что термин «щелевидная дренажная канавка» относится к прорези, которая образована в блоке и которая выполнена с возможностью удерживания снега при приведении шины в движение по покрытой снегом поверхности.
Один или несколько блоков рассматриваются как «соответствующие» другому блоку или другим блокам, когда блоки, упомянутые первыми, являются соседними с другими блоками и когда ортогональные проекции первых типов и других типов на экваториальную плоскость перекрываются на, по меньшей мере, 50% протяженности одного или другого блока.
Утверждается, что шип находится в «краевом положении», когда он расположен на блоке на расстоянии, составляющем менее приблизительно 8 мм, от края, отграничивающего указанный блок от канавки.
Однако в том случае, когда шип расположен на блоке на расстоянии, составляющем более приблизительно 8 мм, от края, отграничивающего указанный блок от канавки, утверждается, что шип находится в «среднем положении».
В документе JP 2002283812 описана нешипованная зимняя шина, на протекторном браслете которой образованы множество центральных блоков, которые расположены последовательно вдоль всей развертки в направлении вдоль окружности центральной зоны протекторного браслета, и противоположные множества плечевых блоков, которые расположены аналогичным образом последовательно вдоль всей развертки в направлении вдоль окружности противоположных плечевых зон протекторного браслета. Между каждым плечевым блоком и каждым центральным блоком дополнительно предусмотрен промежуточный блок, соответствующий им.
Заявитель предварительно установил в результате наблюдений, что одним из наиболее критических аспектов во время управления движением шины, в особенности на поверхности дороги, которая покрыта снегом или льдом, является удерживание шины на поворотах, когда имеется тенденция к ее боковому уводу вследствие осевых касательных напряжений.
Заявитель, в частности, установил в результате наблюдений, что при движении на поворотах опора протекторного браслета на поверхности дороги не является равномерной, при этом наружная плечевая зона (по отношению к повороту) прижимается в большей степени к поверхности дороги и внутренняя плечевая зона «разгружается» в большей степени, в результате чего имеет место меньший вклад внутренней плечевой зоны в удерживание протекторного браслета на поверхности дороги. В качестве упрощения это происходит так, как если бы на повороте часть внутренней плечевой зоны отсутствовала бы, так что касательное напряжение, воздействию которого подвергается протекторный браслет, должно будет восприниматься только «остающимся» протекторным браслетом. Кроме того, этот «остающийся» протекторный браслет, возможно, будет быстрее деформироваться, поскольку общая боковая жесткость протекторного браслета не может компенсировать жесткость части ненагруженной внутренней плечевой зоны.
Кроме того, заявитель установил в результате наблюдений, что та часть внутренней плечевой зоны, которая не нагружена и которая, следовательно, фактически исключается из расчета общей жесткости протекторного браслета, по существу зависит от скорости, с которой осуществляется движение на повороте, при самом повороте и состоянии транспортного средства, которые остаются неизменными.
Заявитель удостоверился в том, что для обеспечения хороших уровней характеристик держания дороги/курсовой устойчивости при движении на поворотах на поверхностях дорог, которые являются мокрыми или сухими, и при скоростях, обычных при таком состоянии поверхности дороги, шина должна иметь сравнительно высокие значения боковой жесткости протекторного браслета.
Заявитель удостоверился в том, что при движении на поворотах на поверхностях дорог, которые покрыты снегом или льдом, шина, имеющая подобные значения боковой жесткости протекторного браслета, имеет тенденцию достигать предела удерживания шины в боковом направлении без предоставления водителю какой-либо информации, указывающей на приближение данной критической ситуации, в результате чего возникает риск неожиданной потери полного адгезионного сцепления при движении на повороте.
Заявитель считает, что это обусловлено тем, что на поверхности, которая покрыта снегом или льдом, потеря адгезионного сцепления в боковом направлении вследствие отсутствия трения происходит уже при сниженных скоростях, при которых ненагруженная часть внутренней плечевой зоны сравнительно ограничена, так что протекторный браслет сохраняет общую боковую жесткость, которая является достаточно высокой для того, чтобы не вызывать существенные деформации.
Следовательно, на основе данного анализа заявитель осознал, что при предпочтительном выполнении блоков, имеющихся в различных зонах протекторного браслета с конфигурацией, обеспечивающей получение шины, имеющей предпочтительно разную, удельную боковую жесткость, можно было определить границы существенных изменений общей боковой жесткости протекторного браслета даже при движении на поворотах с уменьшенными скоростями без ухудшения, тем не менее, его способности обеспечивать обычное держание дороги на сухих или мокрых поверхностях.
Следовательно, заявитель обнаружил, что шина, у которой значения удельной боковой жесткости уменьшались от концов протекторного браслета, определяемых в аксиальном направлении, до экваториальной плоскости при соответствующих соотношениях между минимальным значением и максимальным значением удельной боковой жесткости, становится способной к обеспечению небольшой податливости в условиях движения на повороте, которая даже при сниженных скоростях может «предупредить» водителя о приближающемся пределе адгезионного сцепления шины с дорогой до того, как этот предел будет фактически достигнут, даже на поверхностях дорог, которые покрыты снегом и льдом.
В частности, в соответствии с первым аспектом изобретение относится к способу улучшения контроля курсовой устойчивости шины, при этом указанная шина включает в себя протекторный браслет, на котором образованы центральная зона, которая имеет симметричную развертку относительно экваториальной плоскости шины, и две плечевые зоны, которые являются противоположными в аксиальном направлении по отношению к указанной центральной зоне.
Указанный способ предпочтительно включает выполнение множества плечевых блоков, которые расположены последовательно вдоль развертки в направлении вдоль окружности указанных плечевых зон.
Способ предпочтительно предусматривает выполнение множества центральных блоков, которые расположены последовательно вдоль развертки в направлении вдоль окружности указанной центральной зоны.
Способ предпочтительно предусматривает выполнение множества промежуточных блоков, которые расположены последовательно вдоль развертки в направлении вдоль окружности указанной центральной зоны, между указанными центральными блоками и указанными плечевыми блоками.
Способ предпочтительно включает выполнение указанных плечевых блоков с конфигурацией, обеспечивающей получение плечевых зон, имеющих значения удельной боковой жесткости, которые уменьшаются при уменьшении расстояния от указанной экваториальной плоскости, начиная от максимального значения на конце указанного протекторного браслета, определяемом в аксиальном направлении.
Способ предпочтительно включает выполнение указанных центральных блоков и указанных промежуточных блоков с конфигурацией, обеспечивающей получение центральной зоны, имеющей значения удельной боковой жесткости, которые увеличиваются при увеличении расстояния от указанной экваториальной плоскости, начиная от минимального значения в зоне указанной экваториальной плоскости, и являются меньшими, чем значения удельной боковой жесткости указанных плечевых зон, для задания тенденции постепенного изменения указанных значений удельной боковой жесткости между указанным концом, определяемым в аксиальном направлении, и указанной экваториальной плоскостью.
Указанное минимальное значение удельной боковой жесткости предпочтительно составляет от приблизительно 65% до приблизительно 85% от указанного максимального значения удельной боковой жесткости.
Заявитель полагает, что таким образом будет получена шина, которая имеет существенное снижение общей боковой жесткости протекторного браслета даже на уменьшенных участках ненагруженной плечевой зоны, и что, тем не менее, общая жесткость уменьшается медленнее при увеличении части ненагруженной плечевой зоны.
Это обеспечивает возможность наличия деформации протекторного браслета, которая укажет водителю на приближение состояния потери адгезионного сцепления даже при условиях движения на повороте с низкими скоростями, что особенно предпочтительно в случае поверхности, покрытой снегом или льдом, без ухудшения общей курсовой устойчивости в случае движения на поворотах с более высокими скоростями, как в случае сухой или мокрой поверхности дороги.
В соответствии с его вторым аспектом изобретение относится к шине, содержащей протекторный браслет, на котором множество канавок образованы так, чтобы задать границы множества центральных блоков, которые расположены последовательно вдоль развертки в направлении вдоль окружности центральной зоны указанного протекторного браслета.
Указанные канавки предпочтительно определяют границы множества плечевых блоков, которые расположены последовательно вдоль развертки в направлении вдоль окружности плечевых зон, которые образованы на указанном протекторном браслете на стороне, противоположной в аксиальном направлении по отношению к указанной центральной зоне.
Указанные канавки также предпочтительно определяют границы множества промежуточных блоков, которые расположены последовательно вдоль развертки в направлении вдоль окружности указанной центральной зоны между указанными центральными блоками и указанными плечевыми блоками.
В аксиальном направлении указанной шины каждому центральному блоку предпочтительно соответствует промежуточный блок, соседний с ним, и каждому промежуточному блоку соответствует пара плечевых блоков, соседних с ним.
Заявитель считает, что шина, имеющая рисунок протектора, выполненный с данной конфигурацией, имеет такой характер изменения удельной боковой жесткости, что обеспечиваются преимущества, приведенные выше в отношении вышеупомянутого способа, в результате чего водитель будет информирован о приближении предела потери адгезионного сцепления с поверхностью дороги даже на поверхности, которая покрыта снегом или льдом и у водителя будет возможность внести соответствующие коррективы в его вождение до того, как он столкнется с потерей управления транспортным средством.
Настоящее изобретение в, по меньшей мере, одном из вышеупомянутых аспектов может иметь, по меньшей мере, один из предпочтительных признаков, приведенных ниже.
Указанное минимальное значение удельной боковой жесткости предпочтительно составляет от приблизительно 70% до приблизительно 80% от указанного максимального значения удельной боковой жесткости.
Заявитель считает, что благодаря данным характеристикам будет получена шина, имеющая значения характеристик оптимизированной жесткости для зимних шин и шипованных шин.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления каждый плечевой блок выполняют с такой конфигурацией, чтобы он проходил в преобладающем продольном направлении, имеющем угол наклона относительно направления вдоль окружности указанного протекторного браслета, составляющий от приблизительно 70° до приблизительно 90°.
При данной конфигурации плечевые блоки придают высокий уровень боковой жесткости плечевой зоне.
Каждый промежуточный блок предпочтительно выполняют с такой конфигурацией, чтобы он проходил в преобладающем продольном направлении, имеющем угол наклона относительно направления вдоль окружности указанного протекторного браслета, составляющий от приблизительно 10° до приблизительно 40°.
Каждый центральный блок предпочтительно выполняют с такой конфигурацией, чтобы он проходил в преобладающем продольном направлении, имеющем угол наклона относительно направления вдоль окружности указанного протекторного браслета, составляющий от приблизительно 10° до приблизительно 40°.
Благодаря данным характеристикам центральная зона протекторного браслета имеет сравнительно низкую боковую жесткость и, напротив, сравнительно высокую жесткость в направлении вдоль окружности.
Каждый промежуточный блок предпочтительно выполняют с такой конфигурацией, чтобы он проходил в направлении вдоль окружности между двумя плечевыми блоками, соседними с ним.
Поперечная прорезь предпочтительно проходит через каждый промежуточный блок.
Указанная прорезь предпочтительно по существу выровнена относительно канавки, которая разделяет плечевые блоки из указанной пары.
Таким образом, промежуточные блоки имеют значения удельной жесткости как в боковом направлении, так и в направлении вдоль окружности, которые являются промежуточными между характеристиками плечевых блоков и центральных блоков, для получения тенденции непрерывного и постепенного изменения данных значений между плечевой зоной и центральной зоной протекторного браслета.
Указанные центральные блоки предпочтительно проходят в продольном направлении между передней стороной, направленной в направлении движения указанной шины вперед, и противоположной задней стороной, при этом указанная передняя сторона имеет протяженность с величиной, которая, по меньшей мере, на 50% превышает протяженность указанной задней стороны.
Очень предпочтительно, если указанная передняя сторона имеет протяженность, составляющую от 150% до 250% от протяженности указанной задней стороны.
Таким образом, центральные блоки имеют такую переднюю часть для сцепления с поверхностью дороги, которая является особенно большой в направлении движения вперед.
В предпочтительном варианте осуществления указанные центральные блоки выполнены в виде чередующейся последовательности первых центральных блоков и вторых центральных блоков, которые проходят главным образом соответственно в первом продольном направлении и втором продольном направлении, отличающемся от указанного первого продольного направления.
В соответствии с предпочтительным признаком указанные первое и второе продольные направления имеют наклон в противоположные стороны относительно направления вдоль окружности, которое задано на указанном протекторном браслете.
Кроме того, предпочтительно, чтобы указанные первое и второе продольные направления имели по существу симметричный наклон относительно указанного направления вдоль окружности.
Таким образом, получают расположение центральных блоков «елочкой», при этом центральные блоки имеют переднюю сторону, которая имеет наклон относительно направления движения вперед, для получения передней части в случае поворотов, имеющих большой радиус, как вправо, так и влево, в результате чего повышается курсовая устойчивость не только на покрытой снегом поверхности, но также на мокрой или сухой поверхности.
Указанная передняя сторона каждого центрального блока предпочтительно обращена к боковой стороне центрального блока, который следует за ним.
Таким образом, соседние центральные блоки будут смещены в направлении вдоль окружности друг относительно друга так, что они будут только частично перекрываться в аксиальном направлении. Это обеспечивает большую жесткость центральной зоны в направлении вдоль окружности протекторного браслета.
Каждый промежуточный блок предпочтительно проходит в продольном направлении, по существу параллельном продольному направлению, в котором проходит указанный соответствующий центральный блок, соседний с указанным промежуточным блоком.
Таким образом, воздействие центральных блоков усиливается за счет наличия соответствующих промежуточных блоков, тем не менее, без придания чрезмерной жесткости центральной зоне протекторного браслета.
Каждый промежуточный блок предпочтительно проходит в продольном направлении между передней стороной, направленной в направлении движения указанной шины вперед, и противоположной задней стороной, при этом указанная передняя сторона проходит на большей протяженности по сравнению с указанной задней стороной.
Таким образом, промежуточные блоки имеют такую переднюю часть для сцепления с поверхностью дороги, которая является особенно большой в направлении движения шины вперед.
Каждый промежуточный блок предпочтительно проходит в продольном направлении между передней стороной, направленной в заданном направлении движения указанной шины вперед, и противоположной задней стороной, и каждому промежуточному блоку соответствует первый плечевой блок, имеющий первый, внутренний в аксиальном направлении конец, определяемый в продольном направлении, который обращен к указанной задней стороне указанного промежуточного блока.
В соответствии с другим предпочтительным признаком каждому промежуточному блоку соответствует второй плечевой блок, имеющий первый, внутренний в аксиальном направлении конец, определяемый в продольном направлении, который обращен к боковой стороне указанного промежуточного блока, противоположной по отношению к центральному блоку, соседнему в аксиальном направлении с указанным промежуточным блоком.
Каждому центральному блоку предпочтительно соответствует промежуточный блок, который проходит в продольном направлении между передней стороной, которая направлена в заданном направлении движения указанной шины вперед, и противоположной задней стороной, при этом указанная передняя сторона указанного промежуточного блока обращена к задней стороне центрального блока, который следует за указанным центральным блоком, соответствующим указанному промежуточному блоку.
Каждый промежуточный блок, соответствующий центральному блоку из указанного первого или второго множества, предпочтительно содержит боковую сторону, которая обращена к указанной паре плечевых блоков и на которой образован первый участок, который является смежным с передней стороной указанного промежуточного блока и который имеет наклон по углом от 70° до 90° относительно продольного направления центрального блока из указанного второго или первого множества.
Очень предпочтительно, если на указанной боковой стороне указанного промежуточного блока образован второй участок, который расположен на расстоянии от указанного первого участка указанной боковой стороны и по существу параллелен указанному первому участку указанной боковой стороны.
На указанном протекторном браслете предпочтительно образованы непрерывные поперечные канавки, которые открыты на противоположных определяемых в аксиальном направлении концах указанного протекторного браслета.
Таким образом, улучшаются возможности отвода воды из протекторного браслета, что обеспечивает повышение курсовой устойчивости на мокрых поверхностях дорог.
Указанные непрерывные поперечные канавки предпочтительно имеют по существу S-образную форму с противоположными концевыми частями, разграничивающими плечевые блоки, и средней частью, разграничивающей промежуточные блоки и центральные блоки.
Конфигурация данного типа помимо образования центральных, промежуточных и плечевых блоков описанными выше способами обеспечивает возможность быстрого отвода воды из протекторного браслета из центральной зоны по направлению к определяемым в аксиальном направлении концам протекторного браслета.
В указанном протекторном браслете предпочтительно не выполнены никакие непрерывные окружные канавки.
Данный признак позволяет получить лучшие значения эксплуатационных характеристик на поверхностях зимних дорог.
Каждый плечевой блок предпочтительно проходит от определяемого в аксиальном направлении конца указанного протекторного браслета по направлению к указанной центральной зоне в продольном направлении, и в каждом плечевом блоке образовано множество щелевидных дренажных канавок, которые проходят параллельно указанному продольному направлению.
Таким образом, шина имеет лучшее адгезионное сцепление с покрытой снегом поверхностью.
Наружный в аксиальном направлении участок указанных щелевидных дренажных канавок предпочтительно образован внутри соответствующих вырезов, которые образованы в указанном плечевом блоке.
Таким образом, на плечевых блоках образуются дополнительные передние части для сцепления с поверхностью дороги.
Внутренние в аксиальном направлении, концевые участки указанных щелевидных дренажных канавок предпочтительно образованы внутри соответствующих вырезов, которые образованы в плечевом блоке и которые открыты в канавку, ограничивающую указанный плечевой блок.
Это создает возможность лучшего удерживания снега в зоне плечевого блока, обеспечения дополнительных передних частей для сцепления с поверхностью дороги и уменьшения жесткости плечевого блока в зоне его конца, внутреннего в аксиальном направлении и определяемого в продольном направлении.
Каждый промежуточный блок предпочтительно проходит в продольном направлении, и в каждом промежуточном блоке образовано множество щелевидных дренажных канавок, которые проходят перпендикулярно к указанному продольному направлению.
Таким образом, на поворотах щелевидные дренажные канавки будут иметь направление, почти перпендикулярное к направлению движения шины, в результате чего улучшаются значения характеристик курсовой устойчивости/держания дороги.
Очень предпочтительно, если концевые участки указанных щелевидных дренажных канавок, которые обращены к соответствующему центральному блоку, образованы внутри соответствующих вырезов, которые открыты в канавку, которая разделяет указанный центральный блок и указанный промежуточный блок.
Это создает возможность лучшего удерживания снега, обеспечения дополнительных передних частей для сцепления с поверхностью дороги и снижения жесткости промежуточного блока в зоне его боковой стенки, внутренней в аксиальном направлении.
В предпочтительном варианте осуществления поперечная прорезь проходит через каждый промежуточный блок.
Очень предпочтительно, если указанная поперечная прорезь по существу выровнена в аксиальном направлении относительно канавки, которая разделяет плечевые блоки из указанной пары.
Щелевидная дренажная канавка предпочтительно образована в указанной поперечной прорези.
В предпочтительном варианте изобретения каждый центральный блок проходит в продольном направлении, и первое множество щелевидных дренажных канавок, которые проходят перпендикулярно к указанному продольному направлению, образовано в каждом центральном блоке.
Второе множество щелевидных дренажных канавок криволинейной формы предпочтительно образовано в каждом центральном блоке, при этом каждая щелевидная дренажная канавка содержит первый участок, по существу перпендикулярный к указанному продольному направлению, и второй участок, соединенный с указанным первым участком и по существу перпендикулярный к продольному направлению центрального блока, который следует за указанным центральным блоком.
Очень предпочтительно, если указанное первое множество щелевидных дренажных канавок образовано в части указанного центрального блока так, чтобы они были выровнены в аксиальном направлении относительно центрального блока, предшествующего ему, и указанное второе множество щелевидных дренажных канавок образовано в части указанного центрального блока так, чтобы они были выровнены в аксиальном направлении относительно центрального блока, следующего за ним.
Таким образом, задана по существу непрерывность прохождения щелевидных дренажных канавок между соседними центральными блоками, в результате чего обеспечивается большая равномерность удерживания снега центральными блоками.
Концевые участки указанных щелевидных дренажных канавок, обращенные к соответствующему промежуточному блоку, предпочтительно образованы внутри соответствующих вырезов, которые открыты в канавку, которая разделяет указанный центральный блок и указанный промежуточный блок.
Это позволяет лучше удерживать снег, обеспечить дополнительные кромки для сцепления с поверхностью дороги и уменьшить жесткость центрального блока.
Указанные щелевидные дренажные канавки предпочтительно образованы так, чтобы на каждой части блока, отделяемой ими, образовать первую поверхность, обращенную к другой части блока, проходящую от верхней части щелевидной дренажной канавки до ее промежуточной глубины и имеющую по существу прямолинейный или волнистый профиль на ее протяженности, и вторую поверхность, обращенную к другой части блока, соединенную с первой поверхностью, проходящую от промежуточной глубины до дна щелевидной дренажной канавки и имеющую соответствующий по существу волнистый или прямолинейный профиль на ее протяженности.
Это позволяет получить значения жесткости, которые являются более высокими, и лучше сохранять характеристики адгезионного сцепления шины с поверхностями, покрытыми снегом, с течением времени.
Щелевидные дренажные канавки каждого центрального блока предпочтительно по существу выровнены относительно щелевидных дренажных канавок указанного соответствующего промежуточного блока.
Таким образом, задана по существу непрерывность прохождения щелевидных дренажных канавок между соседними центральными блоками и промежуточными блоками, в результате чего обеспечивается большая равномерность удерживания снега блоками центральной зоны протекторного браслета.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения каждая пара указанных плечевых блоков вместе с указанным промежуточным блоком и указанным центральным блоком, соответствующими ей, определяет шаг указанного протекторного браслета, и для каждого шага, по меньшей мере, два шипа, смещенных в аксиальном направлении друг относительно друга и расположенных в шахматном порядке, предусмотрены на указанном протекторном браслете.
Таким образом, гарантируется непрерывность воздействия шипов, обеспечивающих сцепление на покрытых льдом поверхностях.
Указанные шаги предпочтительно предусмотрены в по-разному чередующейся последовательности вдоль развертки в направлении вдоль окружности указанного протекторного браслета и включают, по меньшей мере, один короткий шаг, имеющий первый размер в направлении вдоль окружности, и, по меньшей мере, один длинный шаг, имеющий второй размер в направлении вдоль окружности, который превышает указанный первый размер в направлении вдоль окружности, при этом шип для каждого полушага из указанного короткого шага предусмотрен на указанном коротком шаге.
Благодаря данному признаку шипы распределены по протекторному браслету по существу регулярно.
На указанном коротком шаге предпочтительно предусмотрены шип, находящийся в краевом положении, и шип, находящийся в среднем положении.
Заявитель полагает, что шип, находящийся в краевом положении, инициирует сцепление по отношению к поверхности дороги ранее, чем шип, находящийся в среднем положении, вследствие деформации, которой подвергается блок, на котором он расположен, в тот момент, в который он вводится в зону отпечатка. В свою очередь, шип, находящийся в среднем положении, вследствие того, что он расположен в более жесткой зоне блока, способен передавать нагрузки поверхности дороги с большей эффективностью. Чередующееся расположение шипов, находящихся в краевом положении, и шипов, находящихся в среднем положении, на коротком шаге протекторного браслета создает возможность получения равномерного и сбалансированного воздействия на покрытой льдом поверхности дороги.
Указанный шип, находящийся в краевом положении, предпочтительно находится на полушаге, который находится дальше впереди - по отношению к заданному направлению движения указанной шины вперед - относительно указанного шипа, находящегося в среднем положении.
Указанные шаги предпочтительно предусмотрены в по-разному чередующейся последовательности вдоль развертки в направлении вдоль окружности указанного протекторного браслета и включают, по меньшей мере, один короткий шаг, имеющий первый размер в направлении вдоль окружности, и, по меньшей мере, один длинный шаг, имеющий второй размер в направлении вдоль окружности, который превышает указанный первый размер в направлении вдоль окружности, при этом, по меньшей мере, один шип для каждого полушага из указанного длинного шага предусмотрен на указанном длинном шаге.
Шип, находящийся в краевом положении, и шип, находящийся в среднем положении, предпочтительно предусмотрены на указанном длинном шаге.
Указанный шип, находящийся в краевом положении, предпочтительно находится на полушаге, который находится дальше позади - по отношению к заданному направлению движения указанной шины вперед - относительно указанного шипа, находящегося в среднем положении.
Чередующееся расположение шипов, находящихся в краевом положении, и шипов, находящихся в среднем положении, на шаге протекторного браслета создает возможность получения равномерного и сбалансированного воздействия на покрытой льдом поверхности дороги.
Признаки и преимущества изобретения станут более понятными из подробного описания некоторых предпочтительных вариантов его осуществления, которые проиллюстрированы в качестве неограничивающего примера со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
фиг.1 - схематический вид в перспективе первого варианта осуществления шины, изготовленной в соответствии со способом по настоящему изобретению;
фиг.2 - развернутый в плоскости, схематический вид существенной части протекторного браслета шины с фиг.1;
фиг.3 - график, показывающий постепенное изменение значений удельной боковой жесткости мест протекторного браслета шины с фиг.1 в зависимости от расстояния от данных мест до экваториальной плоскости; и
фиг.4 - развернутый в плоскости, схематический вид существенной части протекторного браслета по второму варианту осуществления шины, изготовленной в соответствии со способом по настоящему изобретению.
На фиг.1 и 2 шина, которая изготовлена в соответствии со способом по настоящему изобретению, обозначена в целом ссылочной позицией 1.
Шина 1, как правило, содержит протекторный браслет 2, который выполнен с тороидальной конфигурацией относительно оси Х вращения шины 1 и который расположен в радиальном направлении снаружи на брекерном конструктивном элементе шины 1. В свою очередь, брекерный конструктивный элемент шины 1 присоединен в радиальном направлении снаружи к каркасному конструктивному элементу в соответствии с конфигурацией, которая сама по себе известна в упомянутой области техники и которая не проиллюстрирована на приложенных фигурах.
Протекторный браслет 2 изготовлен из эластомерного материала, и на нем образована поверхность 3 протектора, которая является наружной в радиальном направлении и которая предназначена для контакта шины 1 с поверхностью дороги во время ее качения вокруг оси Х.
Шина 1 предпочтительно представляет собой шину направленного типа, так что задано предпочтительное направление ее качения, которое обозначено F на фиг.1. Таким образом, для каждого места на поверхности 3 протектора задано направление Y движения вперед, которое является касательным к поверхности 3 протектора и которое ориентировано в направлении F качения.
Два противоположных конца 4а и 4b, определяемых в аксиальном направлении, заданы на протекторном браслете 2, как и экваториальная плоскость М, которая разделяет вышеуказанный протекторный браслет 2 на две части с одинаковыми размерами.
На протекторном браслете 2 дополнительно образованы центральная зона 6, которая проходит в направлении вдоль окружности и симметрично относительно экваториальной плоскости М, и две плечевые зоны 7, которые являются противоположными в аксиальном направлении и которые проходят от центральной зоны 6 до концов 4а и 4b, определяемых в аксиальном направлении.
Центральная зона 6 имеет размер в аксиальном направлении, равный приблизительно 40% от габаритного размера (ширины) L протекторного браслета 2 в аксиальном направлении, и, следовательно, плечевые зоны 7 имеют размер в аксиальном направлении, равный приблизительно 30% от ширины L протекторного браслета 2.
На протекторном браслете 2 множество канавок 9 образованы так, чтобы определить границы множества центральных блоков 10, которые расположены последовательно вдоль развертки в направлении вдоль окружности центральной зоны 6, множества плечевых блоков 11, которые расположены последовательно вдоль развертки в направлении вдоль окружности плечевых зон 7, и множества промежуточных блоков 12, которые расположены последовательно вдоль развертки в направлении вдоль окружности центральной зоны 6 и которые расположены между центральными блоками 10 и плечевыми блоками 11.
Непрерывные поперечные канавки 9а, которые проходят через протекторный браслет 2 от одного конца, определяемого в аксиальном направлении, до другого в соответствии с по существу S-образной конфигурацией, которая может «охватывать» от 3 до 4 плечевых блоков 11 в направлении Z вдоль окружности, образованы между канавками 9.
Поперечные канавки 9а имеют противоположные концевые участки, которые разграничивают следующие друг за другом пары плечевых блоков 11, которые проходят по существу в аксиальном направлении и которые соединены друг с другом посредством среднего участка, который разграничивает промежуточные блоки 12 и центральные блоки 10 и проходит в направлении, которое имеет больший наклон относительно аксиального направления X.
Протекторный браслет 2 не содержит никаких непрерывных окружных канавок.
Промежуточные, центральные и плечевые блоки расположены таким образом, что в аксиальном направлении Х соседний промежуточный блок 12 соответствует каждому центральному блоку 10 и пара соседних плечевых блоков 11 соответствует каждому промежуточному блоку 12.
Центральные блоки 10 расположены в виде чередующейся последовательности первых центральных блоков 10а и вторых центральных блоков 10b, которые проходят главным образом соответственно в первом продольном направлении А и во втором продольном направлении В.
Первое и второе продольные направления А и В имеют наклон в противоположные стороны и симметрично относительно экваториальной плоскости М под углом, составляющим по абсолютной величине приблизительно 20°, относительно направления Z вдоль окружности.
По отношению к продольному направлению А (или В) на центральных блоках 10 определены передняя сторона 13 и противоположная задняя сторона 14, которые направлены соответственно в направлении Y движения вперед и в противоположную сторону.
Передняя сторона 13 каждого центрального блока 10а (или 10b) имеет большую протяженность, чем его собственная задняя сторона 14, и имеет протяженность, составляющую от 150% до 250% от протяженности задней стороны 14 в зависимости от определенного типа шага, которому принадлежит центральный блок 10а (или 10b), и обращена к боковой стороне 15 центрального блока 10b (или соответственно 10а), который следует за ним.
Каждый промежуточный блок 12 проходит в продольном направлении, которое является по существу параллельным по отношению к продольному направлению А или В, в котором проходит центральный блок 10, соответствующий промежуточному блоку 12.
Аналогично центральным блокам 10, на каждом промежуточном блоке 12 также определены передняя сторона 16, которая направлена в направлении Y движения вперед, и противоположная задняя сторона 17, имеющая меньшую протяженность по сравнению с передней стороной 16.
Передняя сторона 16 промежуточного блока 12 обращена к задней стороне 14 центрального блока, который следует за центральным блоком, соответствующим промежуточному блоку 12.
На каждом промежуточном блоке 12 дополнительно определена боковая сторона 18, которая обращена к соответствующей паре плечевых блоков 11а, 11b и которая проходит в виде ломаной линии и содержит первый участок 18а, который является смежным с передней стороной 16 промежуточного блока 12, и второй участок 18b, который расположен на расстоянии от первого участка 18а и по существу параллелен первому участку 18а.
Как указано выше, каждый промежуточный блок 12 проходит параллельно одному из двух продольных направлений А и В, и первый и второй участки 18а, 18b каждого промежуточного блока 12 имеют наклон под углом, составляющим от приблизительно 70° до приблизительно 90°, относительно другого из двух продольных направлений А или В.
Каждая пара плечевых блоков 11 содержит первый плечевой блок 11а и второй плечевой блок 11b, которые оба проходят от конца 4а или 4b, определяемого в аксиальном направлении, по направлению к центральной зоне 6 в продольном направлении С, которое имеет наклон относительно экваториальной плоскости М под углом, составляющим приблизительно 80°.
На каждом плечевом блоке 11а и 11b определены первые концы, обозначенные соответственно 19а и 19b, которые являются внутренними в аксиальном направлении и направлены к центральной зоне 6 и которые обращены соответственно к задней стороне 17 соответствующего промежуточного блока 12 и к боковой стороне 18 того же самого промежуточного блока 12.
Поперечная прорезь 12а проходит через каждый промежуточный блок 12 и по существу выровнена в аксиальном направлении относительно канавки 9, разделяющей плечевые блоки 11а и 11b.
В предпочтительном варианте осуществления, проиллюстрированном в данном документе, шина 1 представляет собой шипованную зимнюю шину, и в каждом блоке протекторного браслета 2 образованы щелевидные дренажные канавки, которые выполнены с возможностью удерживания снега.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления каждая щелевидная дренажная канавка образована так, чтобы на каждой части блока, отделяемой ею, образовать первую поверхность, которая обращена к другой части блока и которая проходит от верхней части щелевидной дренажной канавки до ее промежуточной глубины, и вторую поверхность, которая обращена к другой части блока и которая соединена с первой поверхностью и проходит от промежуточной глубины до дна щелевидной дренажной канавки, при этом первая поверхность имеет по существу прямолинейный профиль на ее протяженности, и вторая поверхность имеет волнистый профиль на ее протяженности.
В плечевых блоках 11 выполнены щелевидные дренажные канавки 20а, которые проходят параллельно продольному направлению С, и внутренние в аксиальном направлении, концевые участки щелевидных дренажных канавок 20а образованы внутри соответствующих вырезов 21, которые образованы на определяемом в продольном направлении конце 19а, 19b плечевого блока 11 и которые открыты в канавку 9.
Кроме того, дополнительные вырезы 22, включающие в себя участки щелевидных дренажных канавок 20а, соответственно образованы в плечевых блоках 11.
В промежуточных блоках 12 выполнены щелевидные дренажные канавки 20b, которые проходят по существу перпендикулярно относительно продольного направления А или В блока и концевые участки которых, обращенные к соответствующему центральному блоку 10, образованы внутри соответствующих вырезов 23, которые открыты в канавку 9, разделяющую центральный блок 10 и промежуточный блок 12.
Кроме того, щелевидная дренажная канавка 20b образована внутри поперечной прорези 12а.
В центральных блоках 10 выполнены первое множество щелевидных дренажных канавок 20с и второе множество щелевидных дренажных канавок 20d.
Щелевидные дренажные канавки 20с проходят по существу перпендикулярно относительно продольного направления А (или В) центрального блока 10а (или 10b), в котором они образованы, в то время как щелевидные дренажные канавки 20d имеют криволинейную форму и содержат первый участок 24, который по существу перпендикулярен относительно указанного продольного направления А (или В), и второй участок 25, который соединен с первым участком 24 и который по существу перпендикулярен относительно продольного направления В (или А) следующего центрального блока 10b (или 10а).
Кроме того, щелевидные дренажные канавки 20с образованы в части центрального блока 10а (или 10b), которая выровнена в аксиальном направлении относительно центрального блока 10b (или 10а), который предшествует ему относительно направления Y движения вперед, в то время как щелевидные дренажные канавки 20d образованы в части центрального блока 10а (или 10b), которая выровнена в аксиальном направлении относительно центрального блока 10b (или 10а), который следует за ним, - всегда относительно направления Y движения вперед. Другими словами, щелевидные дренажные канавки 20с выполнены в задней части блока 10, в то время как щелевидные дренажные канавки 20d выполнены в его передней части.
Щелевидные дренажные канавки 20с и 20d каждого центрального блока 10 по существу выровнены относительно щелевидных дренажных канавок 20b промежуточного блока 12, соответствующего ему. Кроме того, концевые участки щелевидных дренажных канавок 20с и 20d, которые обращены к промежуточному блоку 12, который соответствует центральному блоку 10, образованы внутри соответствующих вырезов 26, которые открыты в канавку 9 и которые обращены к вырезам 23, выполненным в соответствующем промежуточном блоке 12.
Каждая пара плечевых блоков 11 вместе с промежуточным блоком 12 и центральным блоком 10, соответствующими ей, определяет шаг указанного протекторного браслета. Данные шаги «расположены» c по-разному чередующейся последовательностью вдоль развертки в направлении вдоль окружности протекторного браслета 2 и включают две конфигурации S1 и S2 с короткими шагами, имеющими первый размер в направлении вдоль окружности, и две конфигурации L1, L2 с длинными шагами, имеющие второй размер в направлении вдоль окружности, который превышает первый размер в направлении вдоль окружности.
Каждый шаг может быть дополнительно мысленно разделен на два соседних полушага, которые включают в себя один из двух плечевых блоков из пары, определяющей шаг.
Как указано выше, шина 1 предпочтительно представляет собой шипованную зимнюю шину, для которой на протекторном браслете 2 предпочтительно предусмотрено множество шипов, которые обозначены в целом ссылочной позицией 30. Шипы 30 могут иметь любую форму, пригодную для обеспечения сцепления со льдом и/или с уплотненным и смерзшимся снегом.
Как описано выше более подробно, конфигурации S1 и S2 с короткими шагами отличаются друг от друга по существу вследствие расположения шипов 30 на блоках, которые образуют данные конфигурации, и то же самое имеет силу для конфигураций L1 и L2 с длинными шагами.
Третья конфигурация с длинным шагом или коротким шагом, которая не проиллюстрирована на фигурах, если требуется, может быть использована один раз (или ограниченное число раз) на протекторном браслете 2 для гарантирования того, что протекторный браслет 2 будет выполнен с максимальным числом шипов, установленным стандартами, без превышения данного числа.
В шине 1 для каждого шага на протекторном браслете 2 предусмотрены, по меньшей мере, два шипа 30, которые смещены в аксиальном направлении друг относительно друга и расположены в шахматном порядке, и, в частности, для каждого короткого шага S1, S2 или длинного шага L1 или L2 предусмотрен шип для каждого полушага.
На коротких шагах S1 и S2 предусмотрены шип 31, находящийся в краевом положении, и шип 32, находящийся в среднем положении, и шип 31, находящийся в краевом положении, расположен на полушаге, который находится дальше впереди - по отношению к направлению Y движения вперед - относительно шипа 32, находящегося в среднем положении.
На длинных шагах L1 и L2 также предусмотрены шип 31, находящийся в краевом положении, и шип 32, находящийся в среднем положении, но в отличие от коротких шагов S1 и S2 в этом случае шип 31, находящийся в краевом положении, расположен на полушаге, который находится дальше позади относительно шипа 32, находящегося в среднем положении.
2
При блоках, выполненных с конфигурацией, подробно описанной выше, протекторный браслет 2 имеет значения удельной боковой жесткости (измеряемые в Н/мм), которые могут варьироваться от места к месту.
В частности, данные значения изменяются в зависимости от расстояния от рассматриваемого места до экваториальной плоскости М, при этом данные значения уменьшаются от концов 4а и 4b, определяемых в аксиальном направлении, где они являются максимальными, до минимального значения, достигаемого в зоне экваториальной плоскости М. Конфигурация блоков в протекторном браслете 2 такова, что изменение значений удельной боковой жесткости в зависимости от расстояния от экваториальной плоскости М является по существу непрерывным и постепенным, как показывает график на фиг.3, на котором расстояние в аксиальном направлении от экваториальной плоскости М (нормализованное относительно половины ширины L протекторного браслета, для которого 0 по абсциссе соответствует местам протекторного браслета 2, принадлежащим экваториальной плоскости М, и -1 и 1 по абсциссе соответствуют концам 4а и 4b, определяемым в аксиальном направлении) задано по абсциссе, и по ординате заданы соответствующие значения удельной боковой жесткости, которые также нормализованы относительно максимального значения, имеющегося на вышеупомянутых концах 4а и 4b, определяемых в аксиальном направлении.
Как можно отметить исходя из графика по фиг.3, полученного при измерениях для шины 1 в соответствии с изобретением, минимальное значение удельной боковой жесткости составляет приблизительно 75% от максимального значения.
Указанное минимальное значение удельной боковой жесткости для шин в соответствии с изобретением предпочтительно может варьироваться от приблизительно 65% до приблизительно 85% от максимального значения.
Шина 1 установлена на транспортном средстве таким образом, что во время движения транспортного средства вперед она вращается вокруг оси Х вращения в предпочтительном направлении F качения.
Общая боковая жесткость протекторного браслета 2 во время обычного приведения шины 1 в движение в прямолинейном направлении представлена площадью R под кривой нормализованных значений удельной боковой жесткости, заданной на графике по фиг.3.
Когда шина приводится в движение на поворотах, часть плечевой зоны 7, направленной к центру кривизны поворота, будет по существу не нагружена, так что суммарное значение боковой жесткости протекторного браслета 2 уменьшается на величину, равную площади Т под частью графика, соответствующей ненагруженной части плечевой зоны.
С учетом того, что наибольшие значения удельной боковой жесткости протекторного браслета 2 сами по себе имеют место в зоне концов, определяемых в аксиальном направлении, небольшая ненагруженная часть плечевой зоны также приводит к соответствующей потере общей боковой жесткости протекторного браслета 2, в то время как действия, вызывающие дополнительную «разгрузку» плечевых зон, влияют на общую боковую жесткость в меньшей степени.
Следовательно, при условиях, связанных с движением на повороте со сравнительно низкой скоростью, например, таких как в случае покрытой снегом или покрытой льдом поверхности дороги, протекторный браслет 2 стремится деформироваться и проявить незначительную податливость, сигнализируя водителю о приближении критического состояния в отношении адгезионного сцепления с грунтом в боковом направлении, что может дать водителю возможность внести надлежащие коррективы с точки зрения вождения.
На фиг.4 второй вариант осуществления шины, полученной в соответствии со способом по настоящему изобретению, обозначен в целом ссылочной позицией 100.
В шине 100 элементы, аналогичные шине 1, описанной выше, обозначены и указаны на фиг.4 посредством тех же самых ссылочных позиций.
Шина 100 отличается от шины 1 вследствие другой конфигурации щелевидных дренажных канавок 20, которые имеют зигзагообразный профиль, который «проходит» от поверхности протектора.
Второе отличие касается другой конфигурации щелевидных дренажных канавок 20d, образованных в центральных блоках 10, которые являются не криволинейными, а прямолинейными и по существу параллельными щелевидным дренажным канавкам 20с.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления каждая щелевидная дренажная канавка образована так, чтобы на каждой части блока, отделяемой ею, образовать первую поверхность, которая обращена к другой части блока и которая проходит от верхней части щелевидной дренажной канавки до ее промежуточной глубины, и вторую поверхность, которая обращена к другой части блока и которая соединена с первой поверхностью и проходит от промежуточной глубины до дна щелевидной дренажной канавки, при этом первая поверхность имеет по существу волнистый профиль на ее протяженности, и вторая поверхность имеет по существу прямолинейный профиль на ее протяженности.
Еще одно отличие можно увидеть в другой конфигурации канавок 9, которые при сохранении направления их прохождения в целом имеют конфигурацию в виде ломаной линии, а не в виде кривой линии, как можно видеть на фиг.2 и 4.
Естественно, специалист в данной области техники может применить дополнительные модификации и варианты вышеописанного изобретения для удовлетворения специфических требований и требований, зависящих от применения, при этом указанные модификации и варианты, тем не менее, находятся в пределах объема правовой охраны, определяемого приложенной формулой изобретения.