ШИНА
BUS

Область техники
Настоящее изобретение относится к шине с рисунком протектора.
Уровень техники
Шины, особенно зимние шины с улучшенными ходовыми качествами для эксплуатации на заснеженных дорожных покрытиях, часто имеют блочный рисунок, в котором часть протектора разделена на множество блоков окружными канавками, непрерывно проходящими в окружном направлении шины, и поперечными канавками, проходящими в поперечном направлении шины. Такой рисунок протектора позволяет получить силу сцепления в окружном направлении за счет силы сдвига снега, утрамбованного в боковой канавке, улучшить ходовые качества и тормозную способность на заснеженной дороге, получить силу бокового сцепления за счет силы сдвига снега, утрамбованного в боковой канавке, и повысить устойчивость управления на заснеженной дороге.
С другой стороны, зимние шины, используемые на дорожном покрытии с тающим снегом и водяной пленкой, предпочтительно обладают улучшенными характеристиками для эксплуатации на мокрой дороге, в том числе дренажными свойствами. Для улучшения характеристик эксплуатации шины на мокром дорожном покрытии и эффективного отвода воды, накапливаемой перед вращающейся шиной, можно использовать рисунок протектора с направлением вдоль окружности шины, который имеет множество наборов наклонных канавок, проходящих от начального конца к обеим сторонам в поперечном направлении шины, и к той же стороне в направлении вдоль окружности шины к концу рисунка участка протектора. Угол наклона наклонных канавок относительно направления вдоль окружности шины постепенно увеличивается от начального конца к наружной стороне в поперечном направлении шины и составляет приблизительно 90 градусов относительно направления вдоль окружности шины на конце рисунка протектора.
Например, в качестве пневматической шины, которая может обеспечить улучшенное торможение на снегу и на мокрой дороге, известен рисунок протектора, в котором V-образная поперечная канавка, которая выступает в направлении вдоль окружности шины, пересекает участок протектора в поперечном направлении шины и открывается как в левом, так и правом краевых участках протектора, а множество V-образных поперечных канавок расположены с заданными интервалами в направлении вдоль окружности шины, в то время как направления V-образных форм выровнены (патентный документ JP 2015-81076 A).
Кроме того, для шины, способной обеспечивать эксплуатационные характеристики на мокром, обледенелом и заснеженном дорожном покрытии, известен рисунок протектора с продольной канавкой, проходящей в направлении вдоль окружности шины, и множеством наклонных канавок с большим углом, которые проходят от центральной части поперечного направления протектора к наружной стороне в направлении вдоль окружности протектора и наклонены относительно направления вдоль окружности шины (патентный документ JP 5860625 B). В этом рисунке протектора сформирована наклонная канавка c малым углом, которая проходит от продольной канавки к внутренней стороне в поперечном направлении протектора и имеет меньший угол на стороне острого угла, образованный с поперечным направлением протектора, чем наклонная канавка под большим углом, а канавка под большим углом пересекает канавку под большим углом, сформированную на противоположной стороне относительно экваториальной линии шины.
Техническая проблема
К сожалению, в патентном документе JP 2015-81076 A, в котором описана пневматическая шина, включающая V-образную поперечную канавку, и в патентном документе JP 5860625 B, в котором описана пневматическая шина, включающая наклонную канавку с большим углом, отсутствует описание того, как угол наклона каждой канавки относительно направления вдоль окружности шины предпочтительно установлен в каждом положении в поперечном направлении шины.
Для улучшения эксплуатационных характеристик как на заснеженном, так и на мокром дорожном покрытии по сравнению с предшествующим уровнем техники предпочтительно задавать угол наклона наклонной канавки в каждом положении в поперечном направлении шины.
Таким образом, целью настоящего изобретения является шина с улучшенными характеристиками для эксплуатации на заснеженном и мокром дорожном покрытии с рисунком протектора, который включает группу наклонных канавок с множеством наборов наклонных канавок, проходящих от начального конца центральной зоны, включая экваториальную линию шины по направлению к обеим сторонам в поперечном направлении шины, и к той же стороне в направлении вдоль окружности шины к концу рисунка участка протектора, расположенному в направлении вдоль окружности шины.
Решение проблемы
Один аспект настоящего изобретения представляет собой шину. Шина включает рисунок протектора, включающий в себя группу наклонных канавок с множеством наборов наклонных канавок, проходящих от начального конца центральной зоны, включая экваториальную линию шины по направлению к обеим сторонам в поперечном направлении шины, и к первой стороне в направлении вдоль окружности шины по ее экваториальной линии к концу рисунка участка протектора, расположенному в направлении вдоль окружности шины.
Расстояние по периферии от экваториальной линии шины до конца рисунка с одной стороны в поперечном направлении шины равно L, при этом угол наклона наклонной канавки относительно направления вдоль окружности шины составляет
(a) более 40 градусов и 50 градусов или менее в первом диапазоне от начального конца до положения, отделенного в поперечном направлении шины на 35% расстояния L по периферии,
(b) более 50 градусов и 65 градусов или менее во втором диапазоне от наружной стороны в поперечном направлении шины от положения, отделенного от экваториальной линии шины в поперечном направлении шины на 35% расстояния L по периферии, до положения, отделенного от экваториальной линии шины в поперечном направлении шины на 50% расстояния L по периферии,
(c) более 65 градусов и 80 градусов или менее в третьем диапазоне от наружной стороны в поперечном направлении шины от положения, отделенного от экваториальной линии шины в поперечном направлении шины, на 50% расстояния L по периферии до положения, отделенного от экваториальной линии шины в поперечном направлении шины на 70% расстояния L по периферии, и
(d) более 80 градусов и 90 градусов или менее в четвертом диапазоне от наружной стороны в поперечном направлении шины от положения, отделенного от экваториальной линии шины в поперечном направлении шины на 70% расстояния L по периферии, до положения, отделенного от экваториальной линии шины в поперечном направлении шины на 100% расстояния L по периферии, и
расстояние вдоль окружности по направлению вдоль окружности шины от начального конца до завершающего конца наклонной канавки на конце рисунка, которое составляет от 60% до 90% расстояния поперечного направления вдоль поперечного направления шины от начального конца до завершающего конца.
Предпочтительно наклонные канавки проходят к концу рисунка без пересечения продольной основной канавки, которая проходит в направлении вдоль окружности шины и проходит по окружности шины, и
участки контактной поверхности блока, каждый из которых предусмотрен между смежными наклонными канавками, смежными в направлении вдоль окружности шины наклонных канавок, расположенных в каждой зоне половины протектора с обеих сторон по экваториальной линии шины, контактируют со смежными наклонными канавками.
Рисунок протектора предпочтительно включает в себя две соединительные канавки, которые соединяют две смежные наклонные канавки, смежные в направлении вдоль окружности шины в наклонной группе канавок в пределах диапазона, отделенного от экваториальной линии шины от 15 до 55% расстояния L по периферии в поперечном направлении шины.
Соединительные канавки предпочтительно проходят по направлению к первой стороне и к внутренней стороне в поперечном направлении шины.
Предпочтительно часть соединительных канавок пересекает одну из смежных наклонных канавок, доходит до области участка контакта с поверхностью, образованной одной из смежных наклонных канавок, и закрывается.
Предпочтительно каждая из наклонных канавок включает в себя поперечный участок, который пересекает две наклонные канавки, проходящие к наружной стороне в поперечном направлении шины, отличной от наружной стороны в поперечном направлении шины, в которой каждая из наклонных канавок проходит, а поперечная часть дополнительно пересекает экваториальную линию шины.
Предпочтительно каждая из наклонных канавок включает в себя поперечный участок, который пересекает две наклонные канавки, проходящие к наружной стороне в поперечном направлении шины, отличной от наружной стороны в поперечном направлении шины, в которой каждая из наклонных канавок проходит, а поперечная часть предпочтительно дополнительно пересекает экваториальную линию шины,
при этом соединительные канавки включают в себя первую соединительную канавку, расположенную на стороне экваториальной линии шины, и вторую соединительную канавку, расположенную на наружной стороне первой соединительной канавки в поперечном направлении шины, и
первая соединительная канавка, вторая соединительная канавка и поперечный участок наклонены к той же стороне в поперечном направлении шины от направления вдоль окружности шины, при этом угол θC поперечного участка относительно направления вдоль окружности шины больше угла θA наклона первой соединительной канавки относительно направления вдоль окружности шины, а угол θA наклона больше угла θB наклона второй соединительной канавки относительно направления вдоль окружности шины.
Предпочтительно угол наклона θB составляет от 0,6 до 0,8 угла наклона θA, а угол наклона θA составляет от 0,75 до 0,95 угла наклона θC.
Предпочтительно рисунок протектора предпочтительно включает в себя неглубокие соединительные канавки, которые соединяют две смежные наклонные канавки, смежные в направлении вдоль окружности шины в наклонной группе канавок в диапазоне, отделенном от экваториальной линии шины, на более 55% и 75% или менее расстояния L по периферии в поперечном направлении шины, при этом неглубокие соединительные канавки предпочтительно имеют глубину канавки от 40 до 50% глубины канавки смежных наклонных канавок в положениях соединения, в которых смежные наклонные канавки соединены с неглубокой соединительной канавкой.
Предпочтительно рисунок протектора включает в себя первый участок контактной поверхности блока, окруженный смежными наклонными канавками, поперечной частью и первой соединительной канавкой, и второй участок контактной поверхности блока, окруженный смежными наклонными канавками, причем первая соединительная канавка и вторая соединительная канавка между смежными наклонными канавками, смежными в направлении вдоль окружности шины в наклонной группе канавок, и область S1 первого участка контактной поверхности блока меньше области S2 второго участка контактной поверхности блока.
Область S1 предпочтительно составляет от 75% до 85% области S2.
В области первого участка контактной поверхности блока, участок канавки одной наклонной канавки наклонных канавок на начальной концевой стороне от поперечного участка предпочтительно предусмотрен в виде начальной части канавки, и
расстояние вдоль поперечного направления шины между положением первого конца первого участка контактной поверхности блока, расположенным дальше от начальной части канавки на стороне экваториальной линии шины, и положением соединения, в котором начальная часть канавки соединена с одной из смежных наклонных канавок, контактирующих с первым участком контактной поверхности блока, представляет собой L1, при этом расстояние вдоль поперечного направления шины между первым концом участка контактной поверхности блока и вторым концом первого участка контактной поверхности блока, расположенным на наиболее удаленной стороне в поперечном направлении шины, представляет собой LB1, при этом расстояние L1 предпочтительно составляет от 25% до 35% расстояния LB1.
Расстояние от начального конца начальной части канавки до положения соединения составляет L2, а расстояние L2 предпочтительно составляет от 40% до 45% расстояния LB1.
В области второго участка контактной поверхности блока предпочтительно предусмотрена глухая канавка, которая проходит от одной из смежных наклонных канавок и закрывается без соединения с другой смежной наклонной канавкой, и
расстояние вдоль поперечного направления шины между третьим концом второго участка контактной поверхности блока, расположенным дальше всего от закрытой канавки со стороны экваториальной линии шины и положением соединения, в котором закрытая канавка соединена с одной из смежных наклонных канавок, составляет L3, а расстояние вдоль поперечного направления шины между третьим концом второго участка контактной поверхности блока и четвертым концом второго участка контактной поверхности блока, расположенным на наиболее удаленной стороне в поперечном направлении шины, представляет собой LB2, а расстояние L3 предпочтительно составляет от 25% до 35% расстояния LB2.
Предпочтительно расстояние от закрытого конца глухой канавки до положения соединения составляет L4, а расстояние L4 составляет от 40% до 45% расстояния LB2.
Рисунок протектора предпочтительно включает в себя множество прорезей, расположенных в области участка контактной поверхности блока между наклонными канавками, смежными в направлении вдоль окружности шины, и
2
2
значение, полученное путем деления общей длины (мм) на длину, проецируемую в направлении наклона А, который имеет угол α (α=0 или более и менее 360 градусов) относительно поперечного направления шины, причем все канавки, представленные на рисунке протектора (ширина пятна контакта с дорожным покрытием × длина окружности) (мм), которое представляет собой ρɡ, значение, полученное путем деления общей длины (мм), проецируемой в направлении наклона А всех прорезей, предусмотренных на шине (ширина пятна контакта с дорожным покрытием × длина вдоль окружности) (мм), которое представляет собой ρs, среднюю глубину (мм) канавок, которая представляет собой Dɡ, индекс сцепления на снегу STI, который определяется следующей формулой (1),
STI=-6,8+2202 * ρɡ+672 * ρs+7,6 * Dɡ (1), и
значение индекса сцепления на снегу STI при угле α=от 30 до 40 градусов предпочтительно составляет от 104% до 110% значения индекса сцепления на снегу STI при угле α=0 градусов.
Преимущества изобретения
Вышеописанная шина способна одновременно улучшать эксплуатационные характеристики на заснеженном и мокром дорожном покрытии.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в поперечном сечении шины, иллюстрирующий поперечное сечение шины согласно варианту осуществления;
Фиг. 2 - схема, иллюстрирующая пример рисунка протектора, образованного на участке протектора шины в соответствии с одним вариантом осуществления;
Фиг. 3 - схема, иллюстрирующая угол наклона наклонной канавки в диапазоне от первого до четвертого согласно варианту осуществления;
Фиг. 4(a) - схема, иллюстрирующая углы наклона соединительной канавки и поперечного участка в соответствии с вариантом осуществления, а на Фиг. 4(b) представлена схема, иллюстрирующая участок контактной поверхности блока рисунка протектора шины в соответствии с вариантом осуществления; и
Фиг. 5(a) и 5(b) - схемы, иллюстрирующие размеры формы первого участка контактной поверхности блока и второго участка контактной поверхности блока, предусмотренного на рисунке протектора шины в соответствии с вариантом осуществления.
Описание вариантов осуществления изобретения
Далее описана шина согласно варианту осуществления. Шина, описанная ниже, например, представляет собой шину для пассажирского транспортного средства. Шина для легкового автомобиля относится к шине, описанной в главе А публикации JATMA YEAR BOOK 2019 (стандарты Японской ассоциации производителей автомобильных шин). Шина может также представлять собой шину для легкого грузового автомобиля, как описано в главе В, или шину для грузового автомобиля или автобуса, как описано в главе C.
Шина может представлять собой пневматическую шину, заполненную воздухом для демонстрации характеристик шины или заполненную газом шину, заполненную азотом, кислородом, углекислым газом или инертным газом вместо воздуха. Кроме того, вместо заполненной газом шины шина может представлять собой шину низкого давления, которая может демонстрировать эксплуатационные характеристики шины и функции поддержки нагрузки шины путем размещения опорного материала из смолы в полости шины вместо заполнения газом.
Описанный ниже термин «направление вдоль окружности шины» относится к направлению (обоим направлениям вращения), в котором поверхность протектора вращается при вращении шины вокруг оси вращения шины. «Радиальное направление шины» относится к направлению, которое проходит радиально ортогонально по отношению к оси вращения шины. Термин «наружная сторона в радиальном направлении шины» относится к направлению наружу от оси вращения шины в радиальном направлении шины. «Поперечное направление шины» относится к направлению, параллельному оси вращения шины. Термин «наружная сторона в поперечном направлении шины» относится к обоим направлениям наружу от экваториальной линии шины.
На Фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая поперечное сечение шины согласно варианту осуществления вдоль радиального направления шины, включая ось вращения шины. На Фиг. 1 представлен вид в поперечном сечении правой стороны относительно экваториальной линии CL шины с осесимметричной формой и конструкцией относительно экваториальной линии CL шины в поперечном сечении.
Шина 10 на Фиг. 1, содержит слой 12 каркаса, слой 14 брекера и сердечники 16 борта в качестве элементов несущей конструкции или слоев элементов несущей конструкции и предпочтительно содержит резиновый элемент 18 протектора, боковые резиновые элементы 20, резиновые элементы 22 наполнителя борта, брекерные резиновые элементы 24 диска и резиновый элемент 26 гермослоя вокруг элементов несущей конструкции.
Каркасный слой 12 включает элементы 12a и 12b каркасного слоя, которые образованы из органических волокон, покрытых резиной, и которые намотаны между парой сердечников 16 борта кольцеобразной формы с образованием тороидальной формы. В приведенной на Фиг. 1 шине 10 каркасный слой 12 изготовлен из элементов 12a и 12b каркасного слоя, но он также может быть образован из одного элемента каркасного слоя. Слой 14 брекера размещен с наружной стороны слоя 12 каркаса в радиальном направлении шины и образован из двух элементов 14a и 14b брекера. Слой 14 брекера состоит из покрытых резиной стальных кордов. Стальные корды наклонены под заданным углом, например, от 20 до 30 градусов по отношению к направлению вдоль окружности шины. Ширина в поперечном направлении шины нижнего слоя 14a брекера больше, чем у элемента 14b брекера верхнего слоя. Стальные корды двух элементов 14a и 14b брекера наклонены в противоположных направлениях. Соответственно, элементы 14a, 14b брекера пересекают слои и уменьшают расширение слоя 12 каркаса вследствие давления накачки воздуха.
Элемент 18 резины протектора расположен на наружной стороне слоя 14 брекера в радиальном направлении шины. Боковые резиновые элементы 20 соединены с обеими концевыми частями резинового элемента 18 протектора и формируют боковые участки. Резиновый элемент 18 протектора получен из двух слоев резиновых элементов: резиновый элемент 18а протектора верхнего слоя предусмотрен с наружной стороны в радиальном направлении шины, а резиновый элемент 18b протектора нижнего слоя находится на внутренней стороне в радиальном направлении шины. Соответственно, на внутренних концах боковых резиновых элементов 20 в радиальном направлении шины образованы брекерные резиновые элементы 24 диска, которые контактируют с диском, на котором монтируют шину 10. На наружной стороне сердечников 16 борта в радиальном направлении шины вставлены резиновые элементы 22 наполнителей борта между частью слоя 12 каркаса перед наматыванием слоя 12 каркаса на сердечники 16 борта и частью слоя 12 каркаса после наматывания на сердечники 16 борта. Резиновый элемент 26 гермослоя находится на внутренней поверхности шины 10 и обращен к зоне полости шины, заполняемой воздухом и окруженной шиной 10 и диском.
Кроме того, шина 10 включает в себя слой 28 обкладки брекера, сформированный из органического волокна с резиновым покрытием, который покрывает слой 14 брекера с наружной стороны в радиальном направлении шины слоя 14 брекера.
Шина 10 имеет указанную конструкцию шины, но конструкция шины не ограничена конструкцией шины, показанной на Фиг. 1. На Фиг. 1 поперечное сечение канавки рисунка 30 протектора, описанной ниже и образованной в резиновом элементе 18 протектора, не показано.
Рисунок протектора
На Фиг. 2 представлен развернутый вид сверху, иллюстрирующий пример рисунка протектора, образованного на участке протектора шины 10 в соответствии с вариантом осуществления. Рисунок 30 протектора, показанный на Фиг. 2, включает наклонную канавку 32 и прорезь 34.
Предусмотрено множество наклонных канавок 32 с образованием наклонной группы канавок.
Как показано на Фиг. 2, наклонные канавки 32 проходят от начального конца 32a центральной зоны, включая экваториальную линию CL шины, по направлению к обеим сторонам в поперечном направлении шины и к первой стороне в направлении вдоль окружности шины (верхняя часть Фиг. 2) по экваториальной линии CL шины к концу рисунка PE участка протектора. Множество наборов этих наклонных канавок расположено в направлении вдоль окружности шины с заданными интервалами.
В данном случае центральная область относится к области в диапазоне от экваториальной линии CL шины до положений, отделенных от нее на обеих сторонах в поперечном направлении шины на 15% (предпочтительно от 10 до 20%) расстояния L по периферии, от экваториальной линии CL шины до конца рисунка PE на одной стороне в поперечном направлении шины.
Начальный конец 32a наклонной канавки 32 расположен на стороне, противоположной стороне конца рисунка PE, который представляет собой завершающий конец 32b наклонной канавки 32 относительно экваториальной линии CL шины в поперечном направлении шины. Соответственно, наклонные канавки 32 пересекают экваториальную линию CL шины в середине прохождения от начального конца 32a до завершающего конца 32b конца рисунка PE.
Положения наклонных канавок 32 в направлении вдоль окружности шины расположены в шахматном порядке между наклонной канавкой 32, расположенной в основном с одной стороны в поперечном направлении шины относительно экваториальной линии CL шины, и наклонной канавкой 32, главным образом расположенной на другой стороне в поперечном направлении шины. В частности, начальный конец 32a наклонной канавки 32, расположенный в основном на другой стороне в поперечном направлении шины, расположен в приблизительно промежуточном положении (положение в направлении вдоль окружности шины) между начальными концами 32a двух наклонных канавок 32a, смежных в направлении вдоль окружности шины, которые расположены в основном на одной стороне поперечного направления шины.
Ширина наклонной канавки 32 постепенно увеличивается от начального конца 32а к завершающему концу 32b. Кроме того, глубина наклонной канавки 32 постепенно уменьшается от начального конца 32a к завершающему концу 32b. Ширина наклонной канавки 32 составляет, например, от 2,0 мм до 7,0 мм, а глубина канавки составляет, например, от 7,5 мм до 6,5 мм.
Прорезь 34 предусмотрена в области участка контактной поверхности блока, образованной между двумя смежными наклонными канавками 32, смежными в направлении вдоль окружности шины в наклонной группе канавок. Прорезь 34 имеет волнообразный профиль и проходит в заданном направлении для улучшения эксплуатационных характеристик на заснеженном дорожном покрытии. На рисунке 30 протектора, показанном на Фиг. 2, прорезь 34 имеет одну ответвленную часть в точке изгиба волнообразного профиля. Прорезь 34 может быть соединена с канавкой, окружающей участок контактной поверхности блока, или может быть закрыта внутри участка контактной поверхности блока. Расстояние между поверхностями стенки прорези 34, например, составляет от 2,5 мм до 7,0 мм, а глубина прорези 34 составляет, например, от 2,0 мм до 7,2 мм, при этом прорезь 34 может отличаться от наклонной канавки 32 по ширине и глубине.
В данном случае угол наклона наклонной канавки 32 относительно направления вдоль окружности шины определяется следующим образом. На Фиг. 3 представлена схема, иллюстрирующая углы наклона наклонной канавки 32 в диапазоне от первого до четвертого, описанных ниже:
(a) более 40 градусов и 50 градусов или менее в первом диапазоне R1 от начального конца 32a до положения, отделенного в поперечном направлении шины на 35% расстояния L по периферии,
(b) более 50 градусов и 65 градусов или менее во втором диапазоне R2 от наружной стороны в поперечном направлении шины от положения, отделенного от экваториальной линии CL шины в поперечном направлении шины на 35% расстояния L по периферии, до положения, отделенного от экваториальной линии CL шины в поперечном направлении шины на 50% расстояния L по периферии (не включая положение, отделенное в поперечном направлении шины на 35% расстояния L по периферии),
(c) более 65 градусов и 80 градусов или менее в третьем диапазоне R3 от наружной стороны в поперечном направлении шины от положения, отделенного от экваториальной линии CL шины в поперечном направлении шины, на 50% расстояния L по периферии до положения, отделенного в поперечном направлении шины на 70% расстояния L по периферии (не включая положение, отделенное от экваториальной линии CL шины в поперечном направлении шины на 50% расстояния L по периферии), и
(d) более 80 градусов и 90 градусов или менее во четвертом диапазоне R4 от наружной стороны в поперечном направлении шины от положения, отделенного от экваториальной линии CL шины в поперечном направлении шины на 70% расстояния L по периферии, до положения, отделенного от экваториальной линии CL шины в поперечном направлении шины на 100% расстояния L по периферии (не включая положение, отделенное в поперечном направлении шины на 70% расстояния L по периферии).
В данном случае угол наклона представляет собой угол прямой линии, соединяющей центральные положения наклонных канавок 34 в положениях с обеих сторон в поперечном направлении шины, определяющих каждый из диапазонов R1-R4 с первого по четвертый по отношению к окружному направлению шины. Например, угол наклона в первом диапазоне R1 представляет собой угол наклона относительно направления вдоль окружности шины прямой линии, соединяющей начальный конец 32a, и центрального положения наклонной канавки 32 в положении, отделенном от экваториальной линии CL шины в поперечном направлении шины на 35% расстояния L по периферии, а угол наклона во втором диапазоне R2 представляет собой угол наклона относительно направления вдоль окружности шины прямой линии, соединяющей положение, отделенное от экваториальной линии CL шины в поперечном направлении шины на 35% расстояния L по периферии и положение, отделенное от экваториальной линии CL шины в поперечном направлении шины на 50% расстояния L по периферии.
Кроме того, расстояние Y вдоль окружности (см. Фиг. 3) по направлению вдоль окружности шины от начального конца 32a до завершающего конца 32b наклонной канавки 32 на конце рисунка PE составляет от 60% до 90% расстояния X поперечного направления (см. Фиг. 3) вдоль поперечного направления шины от начального конца 32b до завершающего конца 32b.
При определении угла наклона наклонной канавки 32 и общей формы наклонной канавки 32 улучшаются эксплуатационные характеристики на мокром и заснеженном дорожном покрытии.
В частности, за счет установки угла наклона на более 50 градусов и 65 градусов или менее во втором диапазоне R2 эксплуатационные характеристики на мокром и заснеженном дорожном покрытии улучшаются по сравнению с шиной предшествующего уровня техники.
Как показано на Фиг. 2, наклонная канавка 32 предпочтительно проходит к концу рисунка PE без пересечения продольной основной канавки, которая проходит в направлении вдоль окружности и проходит по окружности шины, и каждый участок контактной поверхности блока, расположенный между смежными наклонными канавками, смежными в направлении вдоль окружности шины, наклонных канавок 32, расположенных в каждой из зон половин протектора с обеих сторон экваториальной линии CL шины, контактирует с обеими смежными наклонными канавками.
Рисунок 30 протектора не включает в себя продольную основную канавку шины. Продольная основная канавка шины включает в себя линейную канавку, которая проходит линейно параллельно в направлении вдоль окружности шины и проходит по окружности шины, и зигзагообразную канавку, которая проходит в направлении вдоль окружности шины и проходит по окружности, зигзагообразно смещаясь в направлении вдоль окружности шины, в то время как поперечное сечение канавки включает в себя участок, который проходит параллельно направлению вдоль окружности шины и проходит по окружности шины.
Когда рисунок 30 протектора снабжен такой продольной основной канавкой шины, поток стока по направлению к концу рисунка PE наклонной канавки 32 застаивается на соединении продольной основной канавки шины и наклонной канавки 32, и характеристики дренажа, как правило, снижаются.
С другой стороны, поскольку каждый участок контактной поверхности блока, предусмотренный между смежными наклонными канавками, образует участок контактной поверхности блока, который контактирует с обеими смежными наклонными канавками, вода, выталкиваемая участком контактной поверхности блока, когда шина 10 движется по мокрому дорожному покрытию, стекает в наклонную канавку 32 с хорошими дренажными характеристиками, в результате улучшая эксплуатационные характеристики шины при движении по мокрому дорожному покрытию, особенно дренажные свойства.
Кроме того, как показано на Фиг. 2, предпочтительно каждая наклонная канавка 32 включает в себя поперечный участок 32c, который пересекает две наклонные канавки 32, проходящие к наружной стороне в поперечном направлении шины, отличной от наружной стороны в поперечном направлении шины, в которой каждая наклонная канавка 32 проходит, и дополнительно поперечный участок 32c пересекает, экваториальную линию CL шины. Таким образом, вода на дорожном полотне, выдавливаемая в блок участка контактной поверхности центральной зоны вокруг экваториальной линии CL шины, надежно стекает в три наклонные канавки 32, и, таким образом, дренажные характеристики центральной зоны, где дренаж затруднен, улучшаются.
Как показано на Фиг. 2, рисунок 30 протектора предпочтительно включает в себя две соединительные канавки 36 и 38, которые соединяют две смежные наклонные канавки, смежные в направлении вдоль окружности шины, в пределах диапазона, отделенного от экваториальной линии CL шины от 15 до 55% расстояния L по периферии в поперечном направлении шины.
За счет обеспечения соединительных канавок 36 и 38 могут быть увеличены краевые компоненты и улучшены эксплуатационные характеристики на заснеженном дорожном покрытии, а также вода может стекать через соединительные канавки 36 и 38 в наклонную канавку 32, и, таким образом, улучшаются эксплуатационные характеристики на мокром покрытии, в частности дренажные свойства. Ширина соединительных канавок 36 и 38 меньше ширины наклонной канавки 32 на участках, где соединительные канавки 36 и 38 соединены с наклонными канавками 32. Глубина соединительных канавок 36 и 38 меньше глубины наклонной канавки 32 (соединенных участков), а глубина соединительных канавок 36 и 38 составляет, например, 55% или меньше глубины наклонной канавки 32 (соединенных участков).
Соединительные канавки 36 и 38 предпочтительно представляют собой канавки, которые проходят к стороне в направлении вдоль окружности шины (первая сторона), к которой наклонная канавка 32 проходит от начального конца 32a до завершающего конца 32b и к внутренней стороне в поперечном направлении шины. Таким образом, угол вершины участка контактной поверхности блока, образованный соединительными канавками 36 и 38 и наклонными канавками 32, представляет собой большой угол (угол близкий к 90 градусам), и, таким образом, угол вершины участка контактной поверхности блока представляет собой острый угол, что позволяет предотвратить локальное уменьшение жесткости участка контактной поверхности блока. Это упрощает затвердевание снега, попадающего в соединительные канавки 36 и 38, и в результате повышается усилие сдвига снежной массы и улучшаются эксплуатационные характеристики на заснеженном дорожном покрытии.
Как показано на Фиг. 2, предпочтительно, чтобы соединительная канавка 38 пересекала одну из смежных наклонных канавок, проходила к области участка контактной поверхности блока, образованной одной из смежных наклонных канавок (на Фиг. 2 показана область участка контактной поверхности блока, примыкающая к нижней стороне), и закрывалась. Поскольку часть соединительной канавки 38 проходит таким образом, чтобы проходить в области участка контактной поверхности блока, краевые компоненты увеличиваются и, таким образом, улучшаются эксплуатационные характеристики на заснеженном дорожном покрытии.
Из двух соединительных канавок 36 и 38 соединительная канавка 38, расположенная на стороне экваториальной линии CL шины, называется первой соединительной канавкой, а соединительная канавка 36, расположенная на наружной стороне первой соединительной канавки в поперечном направлении шины, называется второй соединительной канавкой. Далее в настоящем документе, поскольку первая соединительная канавка и соединительная канавка 38 являются идентичными, первая соединительная канавка также обозначена как «38», а вторая соединительная канавка также обозначена как «36». Первая соединительная канавка 38 и вторая соединительная канавка 36 представляют собой канавки, проходящие линейно.
В этот момент поперечный участок 32c, первая соединительная канавка 38 и вторая соединительная канавка 36 между смежными наклонными канавками, смежными в направлении вдоль окружности шины, расположены в таком порядке от внутренней стороны в поперечном направлении шины, а первая соединительная канавка 38, вторая соединительная канавка 36 и поперечный участок 32c наклонены к той же стороне в поперечном направлении шины от направления вдоль окружности шины. При этом предпочтительно угол θC наклона поперечного участка 32c относительно направления вдоль окружности шины больше угла θA наклона первой соединительной канавки 38 относительно направления вдоль окружности шины, а угол θA наклона больше угла θB наклона второй соединительной канавки 36 относительно направления вдоль окружности шины. На Фиг. 4(a) представлена схема, иллюстрирующая углы наклона первой соединительной канавки 36, второй соединительной канавки 38 и поперечного участка 32c. Для углов наклона θA, θB и θC уменьшение углов наклона к наружной стороне в поперечном направлении шины уменьшает краевые компоненты, проходящие в поперечном направлении шины от центральной области к наружной стороне в поперечном направлении шины, и увеличивает краевые компоненты, проходящие в направлении вдоль окружности шины от центральной области к наружной стороне в поперечном направлении шины, что позволяет увеличивать поперечное усилие в плечевой области и усиливать или ускорять усилие в центральной области на заснеженных дорожных покрытиях.
Предпочтительно угол наклона θB составляет от 0,6 до 0,8 угла наклона θA, а угол наклона θA составляет от 0,75 до 0,95 угла наклона θC. Соответственно, в дополнение к эксплуатационным характеристикам на заснеженном дорожном покрытии можно эффективно улучшить эксплуатационные характеристики на мокром дорожном покрытии, особенно дренажные характеристики.
Кроме того, как показано на Фиг. 2, рисунок 30 протектора включает в себя неглубокие соединительные канавки 40, которые соединяют две смежные наклонные канавки, смежные в направлении вдоль окружности шины, в пределах диапазона, отделенного от экваториальной линии CL шины, на более 55% и 75% или менее расстояния L по периферии в поперечном направлении шины. В этом случае неглубокие соединительные канавки 40 предпочтительно имеют глубину канавки от 40 до 50% глубины канавки смежных наклонных канавок, которые находятся в местах соединения, где смежные наклонные канавки соединены с неглубокой соединительной канавкой 40. Неглубокая соединительная канавка 40 предотвращает выдавливание, при котором резиновый участок между двумя прорезями 34 отделяется и расширяется в плечевой области во время движения на высокой скорости. Это улучшает эксплуатационные характеристики на заснеженном дорожном покрытии во время движения на высокой скорости.
На Фиг. 4(b) представлена схема участка контактной поверхности блока рисунка протектора шины в соответствии с вариантом осуществления. Как показано на Фиг. 4(b), рисунок 30 протектора включает в себя первый участок контактной поверхности блока 42, окруженный смежными наклонными канавками, поперечной частью 32c и первой соединительной канавкой 38, и второй участок контактной поверхности блока 44, окруженный смежными наклонными канавками, первой соединительной канавкой 38 и второй соединительной канавкой 36 между каждой смежной наклонной канавкой, смежной в направлении вдоль окружности шины. В этом случае область S1 первого участка контактной поверхности блока 42 предпочтительно меньше области S2 второго участка контактной поверхности блока 44. Уменьшение первого участка контактной поверхности блока 42 позволяет увеличить участок канавки и краевые компоненты, улучшить эксплуатационные характеристики на заснеженном дорожном покрытии. Увеличение второго участка контактной поверхности блока 44 обеспечивает возможность эффективного оттока воды из второго участка контактной поверхности блока 44 в наклонную канавку 32, улучшая эксплуатационные характеристики на мокром дорожном покрытии, в частности, дренажные характеристики. При достижении вышеуказанного эффекта область S1 предпочтительно составляет от 75% до 85% области S2.
На Фиг. 5(a) и 5(b) представлены схемы, иллюстрирующие размеры формы первого участка контактной поверхности блока и второго участка контактной поверхности блока, предусмотренного на рисунке протектора шины в соответствии с вариантом осуществления.
В области первого участка контактной поверхности блока 42 предусмотрен участок канавки одной наклонной канавки из наклонных канавок 32 на начальном конце 32a со стороны поперечного участка 32c в качестве начальной части 32d канавки.
Когда расстояние вдоль поперечного направления шины между положением первого конца 42a первого участка контактной поверхности блока 42, расположенным дальше всего от начальной части 32d канавки со стороны экваториальной линии CL шины (внутренняя сторона в поперечном направлении шины), и положение соединения 32e, в котором начальная часть 32d канавки соединена с наклонной канавкой 32 (одной из смежных наклонных канавок), которая контактирует с первым участком контактной поверхности блока 42 (исходное положение 32e является центральным положением ширины канавки начальной части канавки 32d), представляет собой L1, а расстояние вдоль поперечного направления шины между первым концом 42a первого участка контактной поверхности блока 42 и вторым концом 42b первого участка контактной поверхности блока 42, расположенного на наиболее удаленной стороне в поперечном направлении шины, представляет собой LB1, расстояние L1 предпочтительно составляет от 25% до 35% расстояния LB1.
При этом, когда расстояние от начального конца 32a начальной части 32d канавки до положения 32e соединения равно L2, расстояние L2 предпочтительно составляет от 40% до 45% расстояния LB1.
Кроме того, в области второго участка контактной поверхности блока 44 предусмотрена глухая канавка 45, которая проходит от одной из смежных наклонных канавок и закрывается без соединения с другой смежной наклонной канавкой. Когда расстояние вдоль поперечного направления шины между третьим концом 44a второго участка контактной поверхности блока 44, расположенным дальше всего от глухой канавки 45 со стороны экваториальной линии CL шины (внутренняя сторона в поперечном направлении шины), и положением соединения 45a, в котором глухая канавка 45 соединена с одной из смежных наклонных канавок, составляет L3, а расстояние вдоль поперечного направления шины между третьим концом 44a второго участка контактной поверхности блока 44 и четвертым концом 44b второго участка контактной поверхности блока 44, расположенным на наиболее удаленной стороне в поперечном направлении шины, представляет собой LB2, расстояние L3 предпочтительно составляет от 25% до 35% расстояния LB2.
При этом, когда расстояние от глухого конца глухой канавки 45 до положения соединения 45a составляет L4, расстояние L4 предпочтительно составляет от 40% до 45% расстояния LB2.
За счет установки расстояния L1 и расстояния L3 в пределах от 25% до 35% расстояния LB1 и расстояния LB2 начальная часть 32d канавки и глухая канавка 45, которые увеличивают краевые компоненты, могут быть надлежащим образом расположены в областях первого участка контактной поверхности блока 42 и второго участка контактной поверхности блока 44, и, таким образом, снижается жесткость блока, а также могут быть улучшены эксплуатационные характеристики на заснеженном дорожном покрытии.
Кроме того, путем установки расстояния L2 и расстояния L4 в пределах от 40% до 45% расстояния LB1 и расстояния LB2 начальная часть 32d канавки и глухая канавка 45, которые увеличивают краевые компоненты, могут быть надлежащим образом расположены в областях первого участка контактной поверхности блока 42 и второго участка контактной поверхности блока 44, и, таким образом, снижается жесткость блока, а также может быть улучшены эксплуатационные характеристики на заснеженном дорожном покрытии.
2
2
В соответствии с вариантом осуществления, когда значение, полученное путем деления общей длины (мм) на длину, проецируемую в направлении наклона А, который имеет угол α (α=0 или более и менее 360 градусов) относительно поперечного направления шины, всех канавок, представленных на рисунке протектора 30 (ширина пятна контакта с дорожным покрытием × длина окружности) (мм), представляет собой ρɡ, значение, полученное путем деления общей длины (мм), проецируемой в направлении наклона А всех прорезей 34, предусмотренных на шине 10 (ширина пятна контакта с дорожным покрытием × длина вдоль окружности) (мм), представляет собой ρs, средняя глубина (мм) канавок представляет собой Dɡ, и индекс сцепления на снегу STI определяется следующей формулой (1), значение индекса сцепления на снегу STI при угле α=от 30 до 40 градусов предпочтительно составляет от 104% до 110% значения индекса сцепления на снегу STI при угле α=0 градусов.
STI=-6,8+2202 * ρɡ+672 * ρs+7,6 * Dɡ (1)
Путем установки значений индекса сцепления на снегу STI под углом α=30-40 градусов и под углом α=0 градусов, как описано выше, улучшаются характеристики на снегу при повороте шины, а также характеристики на снегу при движении прямо.
Чтобы эффективно продемонстрировать эксплуатационные характеристики шины 10 на заснеженном и мокром дорожном покрытии с рисунком протектора 30, твердость JIS-A (JIS-K6253) резинового элемента 18а верхнего слоя протектора шины 10 при 20 °C предпочтительно устанавливается в пределах диапазона от 50 и более до 70 и менее.
Поскольку шина 10 имеет рисунок 30 протектора, в котором наклонная канавка 32 проходит от начального конца 32a к первой стороне в направлении вдоль окружности шины к завершающему концу 32b, шина 10 предпочтительно снабжена индикаторной информацией, в которой сторона, противоположная этой первой стороне, является направлением вращения шины.
Индикаторная информация о направлении вращения отображается, например, в виде меток или ребер и канавок на боковом участке шины.
Пример и сравнительный пример
Чтобы исследовать характеристики шины 10 в соответствии с вариантом осуществления, шины с различными рисунками протектора были изготовлены и установлены на транспортное средство, а также проведены испытания характеристик на снегу и испытания характеристик на мокрой дороге. Производственные шины представляют собой пневматические шины с типоразмером 275/45R20. Шины устанавливались на ободья (20 × 9,5 J) и испытания на эксплуатационные характеристики на снегу и на мокрой дороге проводились в условиях давления воздуха 240 кПа и нагрузки 80% от максимальной нагрузки, указанной в JATMA. Используемый автомобиль представлял собой легковой автомобиль класса Sport Utility Vehicle (SUV) объемом 3000 куб.
В тесте характеристик на снегу автомобиль проехал три круга по заснеженной трассе, при этом измерялось время прохождения каждого круга и было получено среднее значение времени прохождения круга. Среднее значение времени прохождения круга выражали как значение индекса, при этом в качестве эталона использовалась шина сравнительного примера 1 (значение индекса 100). Шина сравнительного примера 1 имеет угол наклона наклонной канавки, который использовался в предшествующем уровне техники.
В тесте характеристик на мокрой дороге автомобиль проехал три круга по мокрой трассе, при этом измерялось время прохождения каждого круга и было получено среднее значение времени прохождения круга. Среднее значение времени прохождения круга выражали как значение индекса, при этом в качестве эталона использовалась шина сравнительного примера 1 (значение индекса 100).
Соответственно, более высокое значение индекса означает лучшие характеристики на снегу и на мокрой дороге.
В каждом из сравнительных примеров 1 и 2 и примеров 1-6 соединительные канавки 36 и 38, которые наклонены к внутренней стороне в поперечном направлении шины к первой стороне в направлении вдоль окружности шины, находятся в диапазоне, отделенном от экваториальной линии CL шины от 15 до 55% расстояния L по периферии в поперечном направлении шины. Кроме того, расстояние L1 и расстояние L3 устанавливали в пределах от 25% до 35% расстояния LB1 и расстояния LB2, а расстояние L2 и расстояние L4 устанавливали на расстояние от 40% до 45% расстояния LB1 и расстояния LB2.
Кроме того, путем регулирования расположения прорези 34 значение индекса сцепления на снегу STI под углом α=от 30 до 40 градусов устанавливали в пределах от 104% до 110% значения индекса сцепления на снегу STI под углом α=0 градусов.
В таблице 1 ниже приведены спецификации рисунков протектора, изготовленных с использованием рисунка 30 протектора, показанного на Фиг. 2, в качестве эталона.
Таблица 1
Сравнительный пример 1
Сравнительный пример 2
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Пример 5
Пример 6
Угол наклона наклонной канавки в первом диапазоне R1 (градусы)
45
45
45
45
45
45
45
45
Угол наклона наклонной канавки во втором диапазоне R2 (градусы)
45
45
57
57
57
57
57
57
Угол наклона наклонной канавки в третьем диапазоне R3 (градусы)
85
70
72
72
72
72
72
72
Угол наклона наклонной канавки в четвертом диапазоне R4 (градусы)
85
85
85
85
85
85
85
85
Расстояние Y вдоль окружности/расстояние X в поперечном направлении (%)
50
62
68
68
68
68
68
68
Наличие неглубокой соединительной канавки 40
Нет
Нет
Нет
Да
Да
Да
Да
Да
Угол θ<sub>A</sub>, θ<sub>B</sub>, θ<sub>C</sub> (градусы)
θ<sub>A=</sub>28θ<sub>B=</sub>15θ<sub>C=</sub>40
θ<sub>A=</sub>28θ<sub>B=</sub>15θ<sub>C=</sub>40
θ<sub>A=</sub>32θ<sub>B=</sub>25θ<sub>C=</sub>35
θ<sub>A=</sub>32θ<sub>B=</sub>25θ<sub>C=</sub>35
θ<sub>A=</sub>32θ<sub>B=</sub>25θ<sub>C=</sub>35
θ<sub>A=</sub>32θ<sub>B=</sub>25θ<sub>C=</sub>35
θ<sub>A=</sub>32θ<sub>B=</sub>25θ<sub>C=</sub>35
θ<sub>A=</sub>32θ<sub>B=</sub>25θ<sub>C=</sub>35
Область S<sub>1</sub>/область S<sub>2</sub>(%)
68
69
71
72
73
75
85
88
Характеристики на снегу
100
101
102
104
105
107
106
104
Характеристики на мокром покрытии
100
99
101
101
103
105
105
103
В соответствии с таблицей 1, описанной выше, если задать угол наклона наклонной канавки в диапазоне от R1 до R4 с первого по четвертый и расстояние Y вдоль окружности/расстояние X в поперечном направлении в вышеупомянутом числовом диапазоне, характеристики на снегу и на мокрой дороге улучшаются. За счет неглубокой соединительной канавки 40 наблюдается улучшение характеристик на снегу. Если установить область S1/область S2 с 75% до 85%, наблюдается улучшение характеристик на снегу и мокром покрытии.
Хотя шина по настоящему изобретению была подробно описана выше, настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления и примерами, и, естественно, могут быть сделаны различные усовершенствования и изменения без отступления от сути настоящего изобретения.
Перечень ссылочных позиций
10 - шина
12 - слой каркаса
12a, 12b - элемент слоя каркаса
14 - слой брекера
14a, 14b - элемент брекера
16 - сердечник борта
18 - резиновый элемент протектора
20 - боковой резиновый элемент
22 - резиновый элемент наполнителя борта
24 - брекерный резиновый элемент диска
26 - резиновый элемент гермослоя
28 - слой обкладки брекера
30 - рисунок протектора
32 - наклонная канавка
32a - начальный конец
32b - завершающий конец
32c - поперечный участок
32d - начальная часть канавки
32e - положение соединения
34 - прорезь
36, 38 - соединительная канавка
40 - неглубокая соединительная канавка
42 - первый участок контактной поверхности блока
42a - первый конец
42b - второй конец
44 - второй участок контактной поверхности блока
44a - третий конец
44b - четвертый конец
45 - глухая канавка
45a - положение соединения