ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TYRE

Область техники
Настоящее изобретение относится к пневматической шине с улучшенной тормозной характеристикой и тому подобным при движении по льду.
Уровень техники
Известны обычные технические решения, которые обеспечивают улучшение эксплуатационных характеристик (тормозной характеристики и ходовой характеристики) при движении нешипованных зимних шин по льду (например, см. публикацию WO2010/032606). В публикации WO2010/032606 раскрыта пневматическая шина, имеющая рисунок протектора, в котором множество блоков расположены рядом друг с другом с формой, подобной решетке.
Техническая проблема
Анизотропная форма блоков, ограниченных канавками, обычно обуславливает тенденцию к увеличению только силы сопротивления, которая противодействует внешней силе в определенном направлении, и, таким образом, к улучшению определенного фактора, влияющего на эксплуатационные характеристики, среди факторов, влияющих на эксплуатационные характеристики шины. Например, если форма блоков является анизотропной в направлении вдоль окружности шины, увеличивается сила сопротивления, противодействующая внешней силе в направлении вдоль окружности шины, в результате чего улучшается тормозная характеристика при движении по льду. Если форма блоков является анизотропной в направлении ширины шины, увеличивается сила сопротивления, противодействующая внешней силе в направлении ширины шины, в результате чего улучшается характеристика при выполнении поворота при движении по льду.
Анизотропная форма канавок, ограничивающих блоки, обуславливает тенденцию к улучшению характеристики отвода воды. Например, если канавки, проходящие в направлении ширины шины, имеют V-образную конфигурацию, вершина V-образной конфигурации оказывается на кромке, где блок, ограниченный канавками, раньше всего входит в контакт с грунтом (на переднем крае). Данная конфигурация обеспечивает эффективный выпуск воды из канавок и, следовательно, улучшение характеристики отвода воды.
В пневматической шине, раскрытой в публикации WO2010/032606, форма блоков не является анизотропной ни в каких направлениях. Таким образом, неясно, может ли данная пневматическая шина иметь хорошо сбалансированные тормозную характеристику и характеристику при выполнении поворота при движении по льду и характеристику отвода воды.
В свете вышеизложенного задача настоящего изобретения состоит в разработке пневматической шины, в частности, с тормозной характеристикой при движении по льду, характеристикой при выполнении поворота при движении по льду и характеристикой отвода воды, улучшенными сбалансированно.
Решение проблемы
Пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением выполнена с окружной основной канавкой. Множество малых блоков, каждый из которых имеет контур, состоящих из четырех линейных отрезков, расположены с изгибом в направлении ширины шины для образования средних блоков. Средние блоки расположены в множестве рядов в направлении вдоль окружности шины для образования больших блоков. Большие блоки образованы рядом с окружной основной канавкой в направлении вдоль окружности шины с обеих сторон в направлении ширины шины вдоль окружной основной канавки.
Предпочтительные эффекты от изобретения
Пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением имеет улучшенные формы больших блоков, состоящих из множества малых блоков с заданными формами. Пневматическая шина, имеющая данную конфигурацию, может обеспечить сбалансированное улучшение в особенности тормозной характеристики при движении по льду, характеристики при выполнении поворота при движении по льду и характеристики отвода воды.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в плане протекторной части пневматической шины в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - увеличенный вид в плане окруженной зоны Х протекторной части, проиллюстрированной на фиг.1;
Фиг.3 - вид в плане протекторной части пневматической шины в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения; и
Фиг.4 - вид в плане протекторной части обычной пневматической шины.
Описание варианта осуществления
Варианты осуществления пневматической шины в соответствии с настоящим изобретением (включая Базовый вариант осуществления и Дополнительные варианты 1-5 осуществления) будут описаны далее на основе чертежей. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено данными вариантами осуществления. Составляющие вариантов осуществления включают в себя составляющие, которые могут быть легко заменены специалистами в данной области техники, и составляющие, которые являются по существу такими же, как составляющие вариантов осуществления. Кроме того, различные формы, включенные в варианты осуществления, могут быть скомбинированы специалистом в данной области техники желательным образом в пределах объема очевидности.
Базовый вариант осуществления
Далее будет описан Базовый вариант осуществления пневматической шины в соответствии с настоящим изобретением. В нижеприведенном описании «радиальное направление шины» относится к направлению, ортогональному к оси вращения пневматической шины; «сторона, внутренняя в радиальном направлении шины» относится к стороне, которая находится рядом с осью вращения в радиальном направлении ширины, и «сторона, наружная в радиальном направлении шины» относится к стороне, которая находится далеко от оси вращения в радиальном направлении шины. «Направление вдоль окружности шины» относится к направлению вдоль окружности при оси вращения в качестве центральной оси. «Направление ширины шины» относится к направлению, которое параллельно оси вращения. «Экваториальная плоскость CL шины» относится к плоскости, которая ортогональна к оси вращения пневматической шины и которая проходит через центр пневматической шины, определяемый в направлении ширины шины.
Фиг.1 представляет собой вид в плане протекторной части пневматической шины в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения (вид шины, контактирующей с грунтом, если смотреть сверху). Пневматическая шина, приведенная в качестве примера на фиг.1, имеет незаданное/необозначенное направление вращения и имеет рисунок протектора с центральной симметрией с левой и правой сторон листа бумаги относительно экваториальной плоскости CL шины (в каждой точке на плоскости), проиллюстрированной на фиг.1. Рисунок протектора, приведенный в качестве примера на фиг.1, продолжается между обоими краями (непроиллюстрированными) зоны контакта с грунтом.
Протекторная часть 10 пневматической шины 1 образована из резинового материала (протекторной резины) и открыта для воздействия со стороны, самой дальней от центра в радиальном направлении шины, представляющей собой пневматическую шину 1, и ее поверхность образует контур пневматической шины 1. Поверхность протекторной части 10 образует поверхность 12 протектора, образующую поверхность, которая контактирует с поверхностью дороги при движении транспортного средства (непроиллюстрированного), на котором смонтирована пневматическая шина 1.
Как проиллюстрировано на фиг.1, поверхность 12 протектора выполнена с окружной основной канавкой 14, проходящей в направлении вдоль окружности шины, криволинейными канавками 16, наклонными относительно направления вдоль окружности шины и изгибающимися, первыми наклонными канавками 18, сообщающимися с обеими соседними криволинейными канавками 16, поперечными боковыми канавками 20, проходящими по существу в направлении ширины шины и изгибающимися, узкими поперечными боковыми канавками 22, образованными между соседними поперечными боковыми канавками 20, и вторыми наклонными канавками 24, сообщающимися с обеими соседними узкими поперечными боковыми канавками 22. Данные канавки определяют границы множества малых блоков SB и образуют рисунок протектора, проиллюстрированный на фиг.1. Особые конфигурации канавок 14-24 таковы, как описанные далее.
Окружная основная канавка 14 представляет собой основную канавку, проходящую в направлении вдоль окружности шины, при экваториальной плоскости CL шины, представляющей собой линию, центральную в направлении ширины. Окружная основная канавка имеет ширину канавки, составляющую 4,0 мм или более, и глубину канавки, составляющую 7,0 мм или более. Ширина канавки показывает максимальный размер, измеренный в направлении, ортогональном к направлению протяженности канавки, и это применимо для ширины канавок, определяемой для других канавок, описанных ниже. Глубина канавки показывает максимальный размер, измеренный от линии профиля на поверхности при предположении, что канавка отсутствует, в радиальном направлении шины, и это применимо для глубины канавок, определяемой для других канавок, описанных ниже.
Криволинейные канавки 16 проходят от окружной основной канавки 14, имеют наклон относительно направления вдоль окружности шины и изогнуты. Кривизна криволинейных канавок 16, приведенных в качестве примера на фиг.1, имеет направление вверх с левой стороны листа бумаги относительно экваториальной плоскости CL шины и имеет направление вниз с правой стороны листа бумаги. Криволинейные канавки 16 имеют ширину канавок, составляющую 1,0 мм или более и 3,0 мм или менее, и глубину канавок, составляющую 3,0 мм или более и 9,0 мм или менее.
Первые наклонные канавки 18 сообщаются с обеими соседними криволинейными канавками 16 и проходят по существу вдоль нормали к направлению протяженности криволинейных канавок 16 на участках, сообщающихся с криволинейными канавками 16. Первые наклонные канавки 18, проходящие с обеих сторон в направлении нормали к направлению протяженности каждой из криволинейных канавок 16, расположены со смещением друг от друга в направлении протяженности криволинейной канавки 16. Наклонные канавки 18 имеют ширину канавок, составляющую 1,0 мм или более и 3,0 мм или менее, и глубину канавок, составляющую 3,0 мм или более и 9,0 мм или менее.
Поперечные боковые канавки 20 проходят от криволинейных канавок 16 наружу в направлении ширины шины и изогнуты с кривизной в направлении той же стороны, определяемой в направлении вдоль окружности шины, что и направление кривизны криволинейных канавок 16, с соответствующих сторон в направлении ширины шины относительно экваториальной плоскости CL шины. Поперечные боковые канавки 20 имеют ширину канавок, составляющую 3,0 мм или более и 6,0 мм или менее, и глубину канавок, составляющую 4,0 мм или более и 12,0 мм или менее.
Узкие поперечные боковые канавки 22 образованы между соседними поперечными боковыми канавками 20, проходят по существу параллельно поперечным боковым канавкам 20 и являются более узкими, чем поперечные боковые канавки 20. Узкие поперечные боковые канавки 22 имеют ширину канавок, составляющую 1,0 мм или более и 3,0 мм или менее, и глубину канавок, составляющую 1,0 мм или более и 9,0 мм или менее.
Вторые наклонные канавки 24 сообщаются с обеими соседними узкими поперечными боковыми канавками 22 и проходят по существу вдоль нормали к направлению протяженности узких поперечных боковых канавок 22 на участках, сообщающихся с узкими поперечными боковыми канавками 22. Вторые наклонные канавки 24, проходящие с обеих сторон в направлении нормали к направлению протяженности каждой из узких поперечных боковых канавок 22, расположены со смещением друг от друга в направлении протяженности узкой поперечной боковой канавки 22. Вторые наклонные канавки 24 имеют ширину канавок, составляющую 1,0 мм или более и 3,0 мм или менее, и глубину канавок, составляющую 1,0 мм или более и 9,0 мм или менее.
В данном варианте осуществления, исходя из вышеописанных условий, каждый из 24 малых блоков SB образован с контуром, состоящим из четырех линейных отрезков, которые представляют собой расположенные с одной стороны кромки (линейные отрезки) четырех канавок, состоящих из любых соседних двух из криволинейных канавок 16 (161-167) и любых соседних двух из окружной основной канавки 14, первых наклонных канавок 18 (181а-189b) и поперечных боковых канавок 201, 202, как проиллюстрировано на фиг.2 (на увеличенном виде в плане окруженной зоны Х протекторной части, проиллюстрированной на фиг.1). Например, малый блок SB1 ограничен расположенными с одной стороны кромками (линейными отрезками) четырех канавок, состоящих из канавок 162, 163, 185а, 186а.
В данном варианте осуществления малые блоки SB могут иметь любую форму с контуром, состоящим из четырех линейных отрезков. Другими словами, четыре линейных отрезка (то есть расположенные с одной стороны кромки четырех канавок) могут быть прямолинейными или криволинейными.
В данном варианте осуществления малые блоки SB расположены с изгибом в направлении ширины шины. Данное расположение обеспечивает образование средних блоков МВ1-МВ6, которые ограничены окружной основной канавкой 14, любыми соседними двумя из криволинейных канавок 161-167 и одной из поперечных боковых канавок 201, 202 и которые состоят из малых блоков SB, расположенных с изгибом вдоль криволинейных канавок 16.
Расположение малых блоков SB с изгибом в направлении ширины шины указывает, например, на то, что малые блоки SB2, SB3, SB4, выровненные в направлении ширины шины между двумя соседними криволинейными канавками 163, 164, расположены с изгибом вдоль расположенных с одной стороны кромок криволинейных канавок 163, 164, как проиллюстрировано на фиг.2. Каждая из кромок, образующих малые блоки SB и примыкающих к криволинейным канавкам 16 (часть кромок криволинейных канавок 16), может быть прямолинейной или криволинейной, как описано выше, аналогично другим кромкам. Последовательность кромок вдоль одной криволинейной канавки 16 является изогнутой с «выступанием» (кривизной) по направлению к одной из сторон в направлении вдоль окружности шины, как проиллюстрировано на фиг.2.
Средний блок МВ1 (МВ4), приведенный в качестве примера на фиг.2, состоит из пяти малых блоков SB, образованных между криволинейными канавками 161, 162 (164, 165) и вдоль криволинейных канавок 161, 162 (164, 165). Средний блок МВ2 (МВ5) состоит из четырех малых блоков SB, образованных между криволинейными канавками 162, 163 (165, 166) и вдоль криволинейных канавок 162, 163 (165, 166). Средний блок МВ3 (МВ6) состоит из трех малых блоков SB, образованных между криволинейными канавками 163, 164 (166, 167) и вдоль криволинейных канавок 163, 164 (166, 167).
В данном варианте осуществления средние блоки МВ расположены в множестве рядов в направлении вдоль окружности шины для образования больших блоков ВВ, как проиллюстрировано на фиг.2. В частности, большой блок ВВ1 состоит из трех средних блоков МВ1, МВ2, МВ3, расположенных в направлении вдоль окружности шины. Большой блок ВВ2 состоит из трех средних блоков МВ4, МВ5, МВ6, расположенных в направлении вдоль окружности шины.
В данном варианте осуществления множество больших блоков ВВ (например, ВВ1, ВВ2, ВВ3, ВВ4) образованы рядом с окружной основной канавкой 14 в направлении вдоль окружности шины с обеих сторон в направлении ширины шины вдоль окружной основной канавки 14, как проиллюстрировано на фиг.1. В примере по фиг.1 большие блоки ВВ образованы на всей окружной периферии в направлении вдоль окружности.
Действия и тому подобное
В пневматической шине в соответствии с данным вариантом осуществления малые блоки SB расположены в направлении ширины шины для образования средних блоков МВ (МВ1-МВ6), и средние блоки МВ расположены в трех рядах в направлении вдоль окружности шины для образования больших блоков ВВ (ВВ1, ВВ2), как проиллюстрировано на фиг.2.
Во-первых, в отношении средних блоков МВ (МВ1-МВ6) следует отметить, что проходящие вдоль криволинейных канавок 16 кромки составляющих малых блоков SB, расположенных ближе к стороне, внутренней в направлении ширины шины, содержат составляющие, имеющие бóльшую величину в направлении ширины шины, и кромки малых блоков SB, расположенных ближе к стороне, наружной в направлении ширины, содержат составляющие, имеющие бóльшую величину в направлении вдоль окружности шины. Напротив, проходящие вдоль первых наклонных канавок 18 (или вдоль окружной основной канавки 14, поперечных боковых канавок 201, 202) кромки малых блоков SB, расположенных ближе к стороне, внутренней в направлении ширины шины, содержат составляющие, имеющие бóльшую величину в направлении вдоль окружности шины, и кромки малых блоков SB, расположенных ближе к стороне, наружной в направлении ширины, содержат составляющие, имеющие бóльшую величину в направлении ширины шины.
Данная конфигурация позволяет каждому из малых блоков SB «содержать» составляющую, в достаточной степени направленную в направлении ширины шины, на всей площади в направлении ширины шины в рисунке протектора, разделенном на малые блоки SB, как проиллюстрировано на фиг.2. Например, в отношении среднего блока МВ1 (состоящего из малых блоков SB5-SB9) можно отметить, что проходящие вдоль криволинейных канавок 161, 162 кромки малого блока SB5, расположенного со стороны, самой близкой к центру в направлении ширины шины, содержат составляющие, имеющие большую величину в направлении ширины шины. Проходящие вдоль первой наклонной канавки 181а и поперечной боковой канавки 201 кромки малого блока SB6, расположенного со стороны, самой дальней от центра в направлении ширины, содержат составляющие, имеющие большую величину в направлении ширины шины. Проходящие вдоль криволинейных канавок 161, 162 кромки и проходящие вдоль первой наклонной канавки 182а, 183а кромки малого блока SB7, расположенного в центре в направлении ширины шины, содержат составляющие, хорошо сбалансированные в направлении ширины шины. Таким образом, малый блок SB7 в целом содержит составляющую, в достаточной степени направленную в направлении ширины шины. Средние блоки МВ2-МВ6 на фиг.2 «содержат» составляющие, направленные в направлении ширины шины, таким же образом, как вышеописанный средний блок МВ1.
Следовательно, если нагрузка, действующая в направлении вдоль окружности шины, будет приложена к поверхности 12 протектора (например, во время торможения на покрытой льдом поверхности дороги), пример по фиг.2 может обеспечить силу сопротивления, противодействующую внешней силе в направлении вдоль окружности шины, посредством малых блоков SB, которые в достаточной степени «содержат» составляющие кромок, направленные в направлении ширины шины, на всей площади в направлении ширины шины. Таким образом, пневматическая шина 1 в соответствии с данным вариантом осуществления может обеспечить отличную тормозную характеристику при движении по льду.
Во-вторых, если образуется угол увода (например, во время поворота на покрытой льдом поверхности дороги), важно использовать кромки контактных участков, перпендикулярные к направлению движения транспортного средства, для увеличения силы сцепления с дорогой и предотвращения, тем самым, пробуксовки на льду (Полученные данные 1). Также важно иметь силу сопротивления, противодействующую центробежной силе, которая действует в направлении, перпендикулярном к направлению движения транспортного средства, и приложена к поверхности 12 протектора во время поворота, описанного выше (Полученные данные 2).
В свете Полученных данных 1 в данном варианте осуществления направления протяженности проходящих вдоль криволинейных канавок 16 кромок малых блоков SB, образующих средние блоки МВ (МВ1-МВ6), постепенно изменяются от направления ширины шины для малых блоков SB, расположенных со стороны, внутренней в направлении ширины шины, на направление вдоль окружности шины для малых блоков SB, расположенных со стороны, наружной в направлении ширины шины.
Например, в отношении среднего блока МВ1 следует отметить, что, если угол увода мал (если транспортное средство движется в направлении протяженности первой наклонной канавки 184а), то данная конфигурация позволяет тем кромкам малых блоков SB5, SB8, проходящим вдоль криволинейных канавок 161, 162, которые перпендикулярны к направлению движения транспортного средства, обеспечивать силу сцепления с дорогой и, тем самым, предотвращать пробуксовку на льду.
Если угол увода постепенно увеличивается из данного состояния, направление движения транспортного средства будет совпадать с направлениями протяженности первой наклонной канавки 183а, первой наклонной канавки 182а и первой наклонной канавки 181а в данном порядке. В этих случаях проходящие вдоль криволинейных канавок 161, 162 кромки малых блоков (SB8, SB7), малых блоков (SB7, SB9) и малых боков (SB9, SB6) могут также обеспечивать силу сцепления с дорогой в данном порядке и тем самым предотвращать пробуксовку на льду. Остальные средние блоки МВ2-МВ6 предотвращают пробуксовку на льду таким же образом, как средний блок МВ1.
Следовательно, пример по фиг.2 «справляется» с изменениями угла увода за счет по существу непрерывного использования тех краев контактных участков, которые перпендикулярны к направлению движения транспортного средства, во всем диапазоне предполагаемых углов увода на покрытой льдом поверхности дороги для обеспечения силы сцепления с дорогой и, тем самым, предотвращения пробуксовки на льду (Действие 1).
В свете Полученных данных 2 в данном варианте осуществления направления протяженности проходящих вдоль первых наклонных канавок 18 (или окружной основной канавки 14, поперечных боковых канавок 201, 202) кромок составляющих малых блоков SB постепенно изменяются от направления вдоль окружности шины для малых блоков SB, расположенных со стороны, внутренней в направлении ширины шины, на направление ширины шины для малых блоков SB, расположенных со стороны, наружной в направлении ширины шины.
Например, в отношении среднего блока МВ1 следует отметить, что, если угол увода мал (если транспортное средство движется в направлении протяженности первой наклонной канавки 184а), то центробежная сила действует в направлении, перпендикулярном к направлению протяженности первой наклонной канав5ки 184а. Если транспортное средство совершает поворот по кругу при угле увода в данном случае, кромка малого блока SB8, расположенная с наружной стороны окружности, образуемой первой наклонной канавкой 184а при повороте, может обеспечивать силу сопротивления, противодействующую центробежной силе.
Если угол увода постепенно увеличивается из данного состояния, направление движения транспортного средства будет совпадать с направлениями протяженности первой наклонной канавки 183а, первой наклонной канавки 182а и первой наклонной канавки 181а в данном порядке. В этих случаях, поскольку центробежная сила действует в направлении, перпендикулярном к направлениям протяженности канавки 183а, канавки 182а и канавки 181а, кромки малых блоков SB7, SB9, SB6, расположенные с наружных сторон окружностей, образуемых канавками 183а, 182а, 181а, могут также обеспечивать силу сопротивления, противодействующую центробежной силе. Остальные средние блоки МВ2-МВ6 обеспечивают силу сопротивления, противодействующую центробежной силе, таким же образом, как средний блок МВ1.
Следовательно, пример по фиг.2 «справляется» с изменениями угла увода за счет по существу непрерывного использования тех краев контактных участков, которые проходят в направлении движения транспортного средства, во всем диапазоне предполагаемых углов увода на покрытой льдом поверхности дороги для обеспечения силы сопротивления, которая противодействует центробежной силе (Действие 2).
Таким образом, пневматическая шина 1 с вышеописанными Действием 1 и Действием 2 в соответствии с данным вариантом осуществления может обеспечить отличную характеристику при выполнении поворота за счет предотвращения пробуксовки во время поворота на льду вместе с обеспечением силы сопротивления, которая противодействует центробежной силе во время поворота.
Каждый из малых блоков SB, проиллюстрированных на фиг.1, является анизотропным как в направлении вдоль окружности шины, так и в направлении ширины шины. Анизотропным малым блоком SB назван малый блок SB, включающий в себя, по меньшей мере, одну кромку, которая не параллельна никакому из направления вдоль окружности шины и направления ширины шины. Другими словами, анизотропный малый блок SB «указывает» на то, что по меньшей мере, одна из канавок, ограничивающих малый блок SB, имеет наклон относительно направления вдоль окружности шины и направления ширины шины.
Рисунок протектора, состоящий из канавки, имеющей наклон относительно направления вдоль окружности шины и направления ширины шины, может обеспечить отличную характеристику отвода воды. Когда передний край находится с верхней - на листе бумаги - стороны рисунка протектора на фиг.1 и задний край находится с нижней стороны, криволинейные канавки 16 и поперечные боковые канавки 20 в основном обеспечивают отличную характеристику отвода воды соответственно с левой и правой - на листе бумаги - сторон относительно экваториальной плоскости CL шины. Это обусловлено тем, что с учетом потока воды предпочтительно, чтобы передний край, контактирующий первым с грунтом, находился с стороны, внутренней в направлении ширины шины, которая представляет собой расположенную выше по потоку сторону канала для отвода воды, и чтобы задний край, контактирующий последним с грунтом, находился со стороны, наружной в направлении ширины шины, которая представляет собой расположенную ниже по потоку сторону канала для отвода воды. Таким образом, пример по фиг.2 может обеспечить эффективный выпуск воды от внутренней стороны к наружной стороне в направлении ширины шины, в результате чего обеспечивается отличная характеристика отвода воды.
Как описано выше, пневматическая шина в соответствии с данным вариантом осуществления имеет усовершенствованные конфигурации больших блоков, состоящих из множества малых блоков с заданными формами. Пневматическая шина, имеющая данную конфигурацию в соответствии с представленным вариантом осуществления (Базовым вариантом осуществления), может обеспечить в особенности хорошо сбалансированное улучшение тормозной характеристики при движении по льду, характеристики при выполнении поворота при движении по льду и характеристики отвода воды.
Несмотря на то, что это не проиллюстрировано на чертежах, пневматическая шина в соответствии с данным вариантом осуществления, описанным выше, имеет форму меридионального сечения, аналогичную форме меридионального сечения обычной пневматической шины. В данном случае форма меридионального сечения пневматической шины относится к форме пневматической шины в сечении, выполненном в плоскости, нормальной к экваториальной плоскости CL шины. Как видно в меридиональном сечении, пневматическая шина в соответствии с данным вариантом осуществления включает в себя бортовые части, части, представляющие собой боковины, плечевые части и протекторную часть от внутренней стороны до наружной стороны в радиальном направлении шины. Как видно, например, в меридиональном сечении, пневматическая шина выполнена со слоем каркаса, который проходит от протекторной части до бортовых частей с обеих сторон и намотан вокруг двух сердечников бортов, и слоем брекера и усилительным слоем брекера поверх слоев каркаса, которые расположены в данном порядке в радиальном направлении наружу в шине.
Пневматическая шина в соответствии с данным вариантом осуществления может быть получена посредством обычных этапов изготовления, то есть этапа смешивания материала шины, этапа обработки материала шины, этапа формования невулканизированной шины, этапа вулканизации, этапа контроля после вулканизации и т.д. В частности, при изготовлении пневматической шины в соответствии с данным вариантом осуществления углубления и выступы, соответствующие рисунку протектора, проиллюстрированному на фиг.1, образуют на внутренней стенке вулканизационной пресс-формы, которая используется для вулканизации.
Предпочтительный пример Базового варианта осуществления
Как описано выше, в примере на фиг.2 первые наклонные канавки 18, проходящие с обеих сторон в направлении нормали к направлению протяженности каждой из криволинейных канавок 16, расположены со смещением друг от друга в направлении протяженности криволинейной канавки 16. Соответственно, малые блоки SB, расположенные с обеих сторон криволинейной канавки 16, также расположены со смещением друг от друга в направлении протяженности криволинейной канавки 16. Если образуется угол увода и, таким образом, нагрузка будет локально приложена в направлении нормали к направлению протяженности криволинейной канавки 16, малые блоки SB, расположенные с обеих сторон криволинейной канавки 16, будут контактировать друг с другом. В этом случае один малый блок SB будет контактировать с двумя малыми блоками SB, расположенными с другой стороны криволинейной канавки 16.
В отношении большого блока ВВ1, проиллюстрированного на фиг.2, следует отметить, что, если образуется угол увода и, таким образом, нагрузка будет приложена, например, в направлениях, нормальных к направлениям протяженности криволинейных канавок 163, 162, вблизи малого блока SB1, малый блок SB1 будет контактировать с двумя малыми блоками SB7, SB9 или двумя малыми блоками SB2, SB3. Таким образом, один малый блок SB может опираться на два малых блока SB, что приводит к повышенной жесткости большого блока ВВ1 как единого целого. Данная конфигурация может обеспечить улучшение в особенности тормозной характеристики и характеристики при выполнении поворота при движении по льду.
В примере по фиг.2 угол, образованный между окружной основной канавкой 14 и поперечной боковой канавкой 201 (202) должен составлять 40° или более и 160° или менее. При вычислении вышеописанного угла направление протяженности поперечной боковой канавки 201 (202) совпадает с направлением протяженности линейного отрезка, соединяющего определяемые в направлении вдоль окружности шины один конец Р1 и другой конец Р2 малых блоков SB, ограниченных поперечной боковой канавкой 201 (202).
Угол, составляющий 40° или более и 160° или менее, позволяет большим блокам ВВ1, ВВ2 обеспечивать надежную опору друг для друга, если внешнее усилие будет приложено в направлении вдоль окружности шины. Данная конфигурация может обеспечить повышение жесткости больших блоков ВВ, образованных в направлении вдоль окружности шины как одно целое, и, таким образом, может обеспечить повышение в особенности устойчивости управления направлением движения при движении по льду.
Дополнительные варианты осуществления изобретения
Далее приведены описания Дополнительных вариантов 1-5 осуществления, которые могут быть реализованы в качестве опции в отличие от Базового варианта осуществления пневматической шины в соответствии с настоящим изобретением, описанного выше.
Дополнительный вариант 1 осуществления
В Базовом варианте осуществления криволинейные канавки 16, сообщающиеся с окружной основной канавкой 14, изогнутые в направлении ширины шины и определяющие границы малых блоков SB, предпочтительно расположены с плотностью, составляющей 0,04 канавки на 1 мм или более и 0,3 канавки на 1 мм или менее, как проиллюстрировано на фиг.1 (Дополнительный вариант 1 осуществления).
Плотность расположения криволинейных канавок 16 относится к числу криволинейных канавок 16, расположенных на единицу длины по нормалям в промежуточных точках самых длинных криволинейных канавок 161, 164, определяющих границы больших блоков ВВ (ВВ1, ВВ2), проиллюстрированных на фиг.2. Плотность расположения криволинейных канавок 16 относится к криволинейным канавкам 16, ограничивающим один из больших блоков ВВ. Плотность расположения криволинейных канавок 16, ограничивающих остальные большие блоки ВВ, должна быть определена отдельно, поскольку они имеют разные самые длинные криволинейные канавки, подлежащие использованию в качестве баз.
Криволинейные канавки 16, имеющие плотность расположения, составляющую 0,04 канавки на 1 мм или более, могут предотвратить ситуацию, при которой малые блоки SB будут иметь чрезмерно короткие кромки, проходящие вдоль криволинейных канавок 16, в сравнении с кромками, проходящими вдоль первых наклонных канавок 18 (или вдоль окружной основной канавки 14, поперечных боковых канавок 201, 202). Данная конфигурация предотвратит «оседание/западание» малых блоков SB в направлении протяженности криволинейных канавок 16, обусловленное центробежной силой, и, таким образом, обеспечит достаточную силу сопротивления, противодействующую центробежной силе при повороте, в результате чего улучшается характеристика при выполнении поворота при движении по льду.
Криволинейные канавки 16, имеющие плотность расположения, составляющую 0,3 канавки на 1 мм или менее, позволяют малым блокам SB иметь достаточно длинные кромки, проходящие вдоль первых наклонных канавок 18. Данная конфигурация предотвращает «оседание/западание» малых блоков SB в направлении вдоль окружности шины при торможении с той стороны больших блоков ВВ1, ВВ2, проиллюстрированных на фиг.2, которая является внутренней в направлении ширины шины, и предотвращает «оседание» малых блоков SB в направлении протяженности криволинейных канавок 16 при повороте с той стороны больших блоков ВВ1, ВВ2, которая является наружной в направлении ширины шины. Следовательно, тормозная характеристика при движении по льду и характеристика при выполнении поворота при движении по льду улучшаются.
Дополнительный вариант 2 осуществления
2
2
В Базовом варианте осуществления и Базовом варианте осуществления с Дополнительным вариантом 1 осуществления, включенным в него, каждый из малых блоков SB предпочтительно имеет площадь, составляющую 15 мм или более и 250 мм или менее, как проиллюстрировано на фиг.1 (Дополнительный вариант 2 осуществления).
2
Малые блоки SB, имеющие площадь, составляющую 15 мм или более, могут обеспечить повышение жесткости малых блоков SB и, таким образом, повышение устойчивости управления направлением движения.
2
Малые блоки SB, имеющие площадь, составляющую 250 мм или менее, обеспечивают возможность наличия достаточно большой полной длины кромок малых блоков SB, включенных в каждый из больших блоков ВВ, и, таким образом, обеспечивают улучшение тормозной характеристики при движении по льду и характеристики при выполнении поворота при движении по льду. Малые блоки SB в данном варианте осуществления включают в себя не только малые блоки SBa, проиллюстрированные на фиг.1, образующие большие блоки ВВ1, ВВ2, но также и малые блоки SBb, проиллюстрированные на фиг.1, расположенные между соседними поперечными боковыми канавками 20 и ограниченные, по меньшей мере, вторыми наклонными канавками 24.
Дополнительный вариант 3 осуществления
В Базовом варианте осуществления и Базовом варианте осуществления с, по меньшей мере, одним из Дополнительных вариантов 1, 2 осуществления, включенным в него, большие блоки ВВ предпочтительно расположены попеременно с обеих сторон окружной основной канавки 14 в направлении вдоль окружности шины, как проиллюстрировано на фиг.3 (Дополнительный вариант 3 осуществления).
Положение каждого из больших блоков ВВ в направлении вдоль окружности относится к промежуточному положению между одним концом и другим концом в направлении вдоль окружности шины. Например, положение большого блока ВВ1 в направлении вдоль окружности, проиллюстрированное на фиг.2, относится к промежуточному положению между одним концом Р2 и другим концом Р3 в направлении вдоль окружности шины.
Большие блоки ВВ, расположенные попеременно с обеих сторон окружной основной канавки 14 в направлении вдоль окружности шины, обеспечивают возможность, например, того, что криволинейные канавки (такие как канавки 161, 164, 167 на фиг.2), которые ограничивают наружные периферии больших блоков ВВ (ВВ1, ВВ2, ВВ3, ВВ4 и т.д.) и имеют сравнительную большую ширину канавок, среди криволинейных канавок 16 по фиг.1, будут расположены со смещением на полцикла с обеих сторон окружной основной канавки 14 в направлении вдоль окружности шины. Данная конфигурация обеспечивает образование криволинейных канавок, имеющих сравнительно большую ширину канавок, которые очевидно влияют на характеристику отвода воды, с обеих сторон в направлении ширины шины вдоль окружных канавок 14 с короткими интервалами в направлении вдоль окружности шины. Следовательно, характеристика отвода воды может обеспечиваться более стабильно, в результате чего отвод воды является более эффективным.
Дополнительный вариант 4 осуществления
В Базовом варианте осуществления и Базовом варианте осуществления с, по меньшей мере, одним из Дополнительных вариантов 1-3 осуществления, включенным в него, направление вращения шины предпочтительно задано (Дополнительный вариант 4 осуществления).
Фиг.3 представляет собой вид в плане протекторной части пневматической шины в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения (вид шины, контактирующей с грунтом, если смотреть сверху). Одни и те же компоненты имеют одинаковые ссылочные позиции на фиг.3 и фиг.1. Как и на фиг.1, рисунок протектора, приведенный в качестве примера на фиг.3, продолжается между обоими краями (непроиллюстрированными) зоны контакта с грунтом.
Протекторная часть 11 пневматической шины 2 образована из резинового материала (протекторной резины) и открыта для воздействия со стороны, самой дальней от центра в радиальном направлении шины, представляющей собой пневматическую шину 2, и ее поверхность образует контур пневматической шины 2. Поверхность протекторной части 11 образует поверхность 13 протектора, образующую поверхность, которая контактирует с поверхностью дороги при движении транспортного средства (непроиллюстрированного), на котором смонтирована пневматическая шина 2.
Когда направление вращения задано, например, когда передний край находится с верхней - на листе бумаги - стороны на фиг.3 и задний край находится с нижней стороны, поперечные боковые канавки 20, 20', имеющие наибольшую ширину канавок из канавок, отличных от окружной основной канавки 14, обеспечивают отличную характеристику отвода воды. Это обусловлено тем, что с учетом потока воды предпочтительно, чтобы передний край, контактирующий первым с грунтом, находился с стороны, внутренней в направлении ширины шины, которая представляет собой расположенную выше по потоку сторону канала для отвода воды, и чтобы задний край, контактирующий последним с грунтом, находился со стороны, наружной в направлении ширины шины, которая представляет собой расположенную ниже по потоку сторону канала для отвода воды. Таким образом, пример по фиг.3 может обеспечить более эффективный выпуск воды от внутренней стороны к наружной стороне в направлении ширины шины, в результате чего обеспечивается отличная характеристика отвода воды.
При направлении вращения, заданном так, как проиллюстрировано на фиг.3, нагрузка будет приложена от нижней - на листе бумаги - стороны на фиг.3 к верхней стороне на поверхности 13 протектора при торможении. В этом случае каждый из больших блоков ВВ будет деформироваться от стороны заднего края по направлению к стороне переднего края, так что, если рассматривать большие блоки, соседние в направлении вдоль окружности шины, можно отметить, что большой блок, расположенный со стороны переднего края, будет обеспечивать опору для большого блока, расположенного со стороны заднего края. В частности, большой блок ВВ3, расположенный со стороны переднего края на фиг.3, обеспечивает опору для большого блока ВВ4, расположенного со стороны заднего края.
Как правило, когда контактные участки контактируют друг с другом и обеспечивают опору друг для друга, более предпочтительно, чтобы контактный участок, имеющий сравнительно большую поверхность, содержащую зону контакта, обеспечивал опору для контактного участка, имеющего сравнительно малую поверхность, содержащую зону контакта, по сравнению с противоположным случаем с точки зрения эффективного распределения напряжений. В свете таких полученных данных в представленном варианте осуществления направление вращения задано таким, чтобы, например, большой блок ВВ3, имеющий сравнительно большую поверхность, содержащую зону контакта, который проиллюстрирован на фиг.3, обеспечивал опору для большого блока ВВ4, имеющего сравнительно малую поверхность, содержащую зону контакта, при торможении. Следовательно, тормозная характеристика при движении по льду дополнительно улучшается.
Дополнительный вариант 5 осуществления
В Базовом варианте осуществления и Базовом варианте осуществления с, по меньшей мере, одним из Дополнительных вариантов 1-4 осуществления, включенным в него, по меньшей мере, одна щелевидная дренажная канавка 26, 26' предпочтительно образована в, по меньшей мере, одном из малых блоков SB, как проиллюстрировано на фиг.1, 3 (Дополнительный вариант 5 осуществления). В данном случае щелевидная дренажная канавка относится к канавке, имеющей ширину канавки, составляющую 0,4 мм или более и составляющую менее 1,0 мм.
Образование, по меньшей мере, одной щелевидной дренажной канавки 26 в, по меньшей мере, одном из малых блоков SB обеспечивает возможность наличия большего числа кромок у больших блоков ВВ, состоящих из малых блоков SB. Если кромка, образованная щелевидной дренажной канавкой 26, соответственно содержит составляющую, направленную в направлении вдоль окружности шины и имеющую большую величину, сила сопротивления, противодействующая внешней силе в направлении ширины шины, дополнительно увеличивается, что приводит к существенному улучшению характеристики при выполнении поворота при движении по льду. Если кромка, образованная щелевидной дренажной канавкой 26, соответственно содержит составляющую, направленную в направлении ширины шины и имеющую большую величину, сила сопротивления, противодействующая внешней силе в направлении вдоль окружности шины, дополнительно увеличивается, что приводит к существенному улучшению тормозной характеристики при движении по льду.
Примеры
Были изготовлены пневматические шины, которые имели размер 195/65R15, какой-либо из рисунков протектора на фиг.1, 3 и конфигурации в Рабочих Примерах 1-6 при следующих условиях (1)-(6), показанных в Таблице 1:
(1) было ли образовано множество больших блоков, соседних с окружной основной канавкой, в направлении вдоль окружности шины с обеих стороны в направлении ширины шины вдоль окружной основной канавки (образование больших блоков в направлении вдоль окружности шины) или нет;
(2) плотность расположения криволинейных канавок;
(3) площадь каждого малого блока;
(4) положения больших блоков с обеих сторон окружной основной канавки в направлении вдоль окружности шины;
(5) задание направления вращения; и
(6) была ли образована, по меньшей мере, одна щелевидная дренажная канавка в малом блоке или нет (наличие щелевидных дренажных канавок). Направление вращения шины не задано в примере по фиг.1 и задано в примере по фиг.3.
Была изготовлена обычная пневматическая шина, которая имела размер 195/65R15 и рисунок протектора по фиг.4. Рисунок протектора, приведенный в качестве примера на фиг.4, продолжается между обоими краями (непроиллюстрированными) зоны контакта с грунтом.
3
Испытательные шины, изготовленные таким образом для Рабочих Примеров 1-6 и Обычного Примера, были смонтированы на ободьях 15×6J с давлением воздуха, составляющим 220 кПа, для установки на пассажирском транспортном средстве с кузовом типа «седан» с рабочим объемом двигателя, составляющим 1500 см. Была выполнена оценка тормозной характеристики при движении по льду, характеристики при выполнении поворота при движении по льду и характеристики отвода воды. Результаты показаны в таблице 1.
Тормозная характеристика при движении по льду
На покрытой льдом поверхности дороги тормозной путь был измерен, начиная с состояния, когда транспортное средство двигалось со скоростью 40 км/ч, и оценка показателя была выполнена при Обычном Примере в качестве базы (100). При оценке большее значение показателя указывает на лучшую тормозную характеристику при движении по льду.
Характеристика при выполнении поворота при движении по льду
Было измерено время прохождения круга при повороте транспортного средства на покрытой льдом поверхности дороги с длиной «круга», составляющей 6 м, и оценка показателя была выполнена при Обычном Примере в качестве базы (100). При оценке большее значение показателя указывает на лучшую характеристику при выполнении поворота при движении по льду.
Характеристика отвода воды
Была измерена скорость, когда шины теряли силу сцепления с дорогой и имела место пробуксовка во время ускорения транспортного средства на мокрой поверхности дороги с глубиной воды, составляющей 5 мм, из состояния останова, и оценка показателя была выполнена при Обычном Примере в качестве базы (100). При оценке большее значение показателя указывает на лучшую характеристику отвода воды.
Таблица 1
Условие №
Обычный пример
Рабочий пример 1
Рабочий пример 2
Рабочий пример 3
Рабочий пример 4
Рабочий пример 5
Рабочий пример 6
Рисунок протектора
Фиг.4
Фиг.1
Фиг.1
Фиг.1
Фиг.1
Фиг.3
Фиг.3
1
Образование больших блоков в направлении вдоль окружности шины
-
Образованы на всей окружной периферии в направлении вдоль окружности
Образованы на всей окружной периферии в направлении вдоль окружности
Образованы на всей окружной периферии в направлении вдоль окружности
Образованы на всей окружной периферии в направлении вдоль окружности
Образованы на всей окружной периферии в направлении вдоль окружности
Образованы на всей окружной периферии в направлении вдоль окружности
2
Плотность расположения криволинейных канавок(канавок на 1 мм)
-
0,35
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
3
Площадь каждого малого блока(мм<sup>2</sup>)
-
10
10
100
100
100
100
4
Положения больших блоков с обеих сторон окружной основной канавки в направлении вдоль окружности шины
-
Одинаковые
Одинаковые
Одинаковые
Попеременно изменяющиеся
Попеременно изменяющиеся
Попеременно изменяющиеся
5
Задание направления вращения
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Имеется
Имеется
6
Наличие щелевидных дренажных канавок
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Имеются
Оцениваемый показатель
Тормозная характеристика при движении по льду
100
110
115
120
130
140
150
Характеристика при выполнении поворота при движении по льду
100
110
115
120
130
140
150
Характеристика отвода воды
100
105
110
120
120
140
140
В соответствии с Таблицей 1 можно видеть, что при использовании пневматических шин в соответствии с Рабочими Примерами 1-6, которые соответствовали техническому содержанию настоящего изобретения (которые имели усовершенствованные конфигурации больших блоков, состоящих из множества малых блоков с заданными формами), тормозная характеристика при движении по льду, характеристика при выполнении поворота при движении по льду и характеристика отвода воды сбалансированно улучшаются в каждом случае по сравнению с пневматической шиной согласно Обычному Примеру, которая не соответствует техническому содержанию настоящего изобретения.
Перечень ссылочных позиций
1, 2 - Пневматическая шина
10, 11 - Протекторная часть
12, 13 - Поверхность протектора
14 - Окружная основная канавка
16, 16' - Криволинейная канавка
18, 18' - Первая наклонная канавка
20, 20' - Поперечная боковая канавка
22, 22' - Узкая поперечная боковая канавка
24, 24' - Вторая наклонная канавка
26, 26' - Щелевидная дренажная канавка
ВВ - Большой блок
МВ - Средний блок
SB - Малый блок
CL - Экваториальная плоскость шины
Х - Окруженная зона