Пневматическая шина
PNEUMATIC TIRE

Область техники
Настоящее изобретение относится к пневматической шине, и в частности, к пневматической шине, которая позволяет хорошо сбалансированно улучшить стабильность вождения на сухом дорожном покрытии, характеристики сцепления на влажном дорожном покрытии и ходовые характеристики на заснеженной дороге.
Уровень техники
В JP H06-16016, например, описана зимняя пневматическая шина, которая включает протектор, снабженный наклонными основными канавками, проходящими от края протектора в направлении экватора шины.
К сожалению, такая пневматическая шина все еще требует улучшения, с точки зрения стабильности вождения на сухом дорожном покрытии, характеристик сцепления на влажном дорожном покрытии и ходовых характеристик на заснеженной дороге.
Краткое описание изобретения
С точки зрения вышеуказанных проблем известного уровня техники, целью настоящего изобретения является обеспечение пневматической шины позволяющей хорошо сбалансированно улучшить стабильность вождения на сухом дорожном покрытии, характеристики сцепления на влажном дорожном покрытии и ходовые характеристики на заснеженной дороге.
В соответствии с одним аспектом изобретения, пневматическая шина содержит протектор, включающий наклонные основные канавки, проходящие за пределы экватора шины от одного из первого края протектора и второго края протектора и заканчивающиеся, не достигая другого из первого края протектора и второго края протектора. Каждая из наклонных основных канавок имеет внешнюю часть и внутреннюю часть. Внешняя часть проходит от первого края протектора или второго края протектора, не достигая экватора шины, с увеличением угла относительно аксиального направления шины. Внутренняя часть соединена с внешней частью и пересекает экватор шины под меньшим углом относительно аксиального направления шины, чем угол внешней части.
В другом аспекте изобретения наклонные основные канавки могут включать первые наклонные основные канавки, проходящие от первого края протектора, и вторые наклонные канавки, проходящие от второго края протектора, при этом внутренние части первых наклонных основных канавок находятся в сообщении с внешними частями вторых наклонных основных канавок, и внутренние части вторых наклонных основных канавок находятся в сообщении с внешними частями первых наклонных основных канавок.
В еще одном аспекте изобретения внутренняя часть может иметь ширину, постепенно возрастающую в направлении к внешней части.
В другом аспекте изобретения протектор может включать наклонные области контакта с грунтом, каждая из которых расположена между парой соседних в продольном направлении наклонных основных канавок. Каждая из наклонных областей контакта с грунтом может быть снабжена продольной канавкой, которая разделяет наклонную область контакта с грунтом на аксиально-внутренний блок и аксиально-внешний блок, при этом внутренний блок снабжен внутренними ламелями, наклоненными в направлении, противоположном направлению наклона наклонных основных канавок, прилегающих к внутреннему блоку, и внешний блок снабжен внешними ламелями, наклоненными в том же направлении, что и первые наклонные основные канавки, прилегающие к внешнему блоку.
В еще одном аспекте изобретения внутренний блок может быть снабжен боковой канавкой, включающей первый конец, сообщающийся с одной из наклонных основных канавок, и второй конец, заканчивающийся в пределах внутреннего блока.
В другом аспекте изобретения наклонные основные канавки могут включать первые наклонные основные канавки, проходящие от первого края протектора, и вторые наклонные основные канавки, проходящие от второго края протектора, при этом внутренние части первых наклонных основных канавок находятся в сообщении с внешними частями вторых наклонных основных канавок, и внутренние части вторых наклонных основных канавок находятся в сообщении с внешними частями первых наклонных основных канавок. Боковые канавки могут включать первую боковую канавку, которая плавно переходит во внутреннюю часть одной из вторых наклонных основных канавок через одну из первых наклонных основных канавок, и вторую боковую канавку, которая плавно переходит во внутреннюю часть одной из первых наклонных основных канавок через одну из вторых наклонных основных канавок.
В другом аспекте изобретения внутренний блок может включать выступающую в аксиальном направлении шины часть между внутренней частью одной из первых наклонных основных канавок и внутренней частью одной из вторых наклонных основных канавок.
В еще одном аспекте изобретения внутренний блок может иметь конусную форму.
В другом аспекте изобретения внешняя часть может проходить в форме дуги, а внутренняя часть проходит по существу прямолинейно.
В еще одном аспекте изобретения внутренние части первых наклонных основных канавок могут быть наклонены в направлении, противоположном направлению наклона внутренних частей вторых наклонных основных канавок.
В другом аспекте изобретения первые наклонные основные канавки и вторые наклонные основные канавки могут быть расположены с чередованием в продольном направлении шины.
В еще одном аспекте изобретения протектор может не содержать никаких проходящих непрерывно и в продольном направлении прямолинейных канавок.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлен развернутый вид протектора пневматической шины в соответствии с воплощением настоящего изобретения.
На Фиг. 2 представлен увеличенный вид, иллюстрирующий очертание первой наклонной основной канавки, показанной на Фиг. 1.
На Фиг. 3 представлен увеличенный вид первой наклонной области контакта с грунтом, показанной на Фиг. 1.
На Фиг. 4 представлен развернутый вид протектора пневматической шины в соответствии со сравнительным примером.
Описание предпочтительных воплощений
Далее описано воплощение настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
На Фиг. 1 представлен развернутый вид протектора 2 пневматической шины 1 в соответствии с воплощением настоящего изобретения. Пневматическая шина 1 по настоящему воплощению может предпочтительно быть выполнена в виде зимней шины для легковых автомобилей.
Как показано на Фиг. 1, протектор 2 шины 1 по настоящему воплощению не снабжен никакими проходящими непрерывно и в продольном направлении прямолинейными канавками. С другой стороны, протектор 2 снабжен наклонными основными канавками 3 и наклонными областями 4 контакта с грунтом, каждая из которых расположена между парой соседних в продольном направлении наклонных основных канавок 3.
Наклонные основные канавки 3 проходят за пределы экватора С шины от одного из краев Те протектора и заканчиваются, не достигая другого края Те протектора.
В данном документе края Те протектора относятся к аксиально-внешним краям пятна контакта с грунтом протектора 2, которое возникает при нормально накаченном нагруженном состоянии шины, когда угол развала шины 1 равен нулю. Нормально накаченное нагруженное состояние представляет собой состояние, при котором шина 1 установлена на стандартный обод при стандартном давлении и нагружена стандартной нагрузкой.
В данном документе стандартный обод колеса представляет собой обод колеса, официально утвержденный или рекомендованный для шин организациями стандартизации, при этом стандартный обод представляет собой «стандартный обод», определенный, например, в JATMA (Японская ассоциация производителей автомобильных шин), «мерный обод» в ETRTO (Европейская техническая организация по ободам и шинам) и «расчетный обод» в TRA (Ассоциация по ободам и шинам), или т.п.
В данном документе стандартное давление представляет собой стандартное давление, официально утвержденное или рекомендованное для шин организациями стандартизации, при этом, например, стандартное давление представляет собой «максимальное давление воздуха» в JATMA, «давление накачки» в ETRTO и максимальную величину давления, приведенную в таблице «Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки» в TRA, или т.п.
В данном документе стандартная нагрузка шины представляет собой стандартную нагрузку шины, официально утвержденную или рекомендованную для шин организациями стандартизации, при этом, например, стандартная нагрузка представляет собой «предельную грузоподъемность» в JATMA, «грузоподъемность» в ETRTO и максимальную величину, приведенную в вышеупомянутой таблице в TRA, или т.п.
Если не указано иное, размеры соответствующих элементов шины представляют собой величины, определенные в нормально накаченном ненагруженном состоянии, при котором шина 1 установлена на стандартный обод колеса при стандартном давлении, но не нагружена никакой нагрузкой.
Наклонные основные канавки 3 позволяют увеличить силу сцепления на заснеженной дороге посредством сдвига плотно сжатого в них снега, при обеспечении превосходных дренажных свойств. Таким образом, пневматическая шина 1 по настоящему воплощению позволяет обеспечить превосходные ходовые характеристики на заснеженном дорожном покрытии.
Чтобы дополнительно хорошо сбалансировано улучшить ходовые характеристики на заснеженном дорожном покрытии и характеристики сцепления на влажном дорожном покрытии, ширина W1 наклонных основных канавок 3 предпочтительно составляет от 6,0 до 15,0 мм, более предпочтительно от 8,5 до 12,5 мм. С той же точки зрения, глубина наклонных основных канавок 3 предпочтительно составляет от 6,0 до 12,0 мм, более предпочтительно от 8,4 до 9,4 мм.
Наклонные основные канавки, например, включают первые наклонные основные канавки 3А и вторые наклонные основные канавки 3В. Первые наклонные основные канавки 3А проходят от первого края Те1 протектора (край протектора с левой стороны на Фиг. 1). Вторые наклонные основные канавки 3В проходят от второго края Те2 протектора (край протектора с правой стороны на Фиг. 1). В данном воплощении первые наклонные основные канавки 3А и вторые наклонные основные канавки 3В выполнены по существу осесимметрично относительно экватора С шины. То есть, первые наклонные основные канавки 3А наклонены в направлении, противоположном направлению наклона вторых наклонных основных канавок 3В. Кроме того, первые наклонные основные канавки 3А и вторые наклонные основные канавки 3В расположены на расстоянии друг от друга и с чередованием в продольном направлении шины.
На Фиг. 2 представлен увеличенный вид одной из первых наклонных основных канавок 3А, показанных на Фиг. 1, типичной наклонной основной канавки 3. Как показано на Фиг. 2, наклонные основные канавки 3 включают внешнюю часть 6 и внутреннюю часть 7.
Внешняя часть 6 проходит от одного из краев Те протектора, не достигая экватора С шины, с увеличением угла θ1 относительно аксиального направления шины. Например, в данном воплощении внешняя часть 6 проходит в форме дуги. Угол θ1 внешней части 6, например, составляет от 15° до 65°. В данном документе угол канавки определяют, используя центральную линию канавки. Подробно угол внешней части 6 описан ниже.
Таким образом, шина 1 по воплощению позволяет подавить образование толстой пленки воды вокруг экватора С шины между протектором и дорогой, таким образом предотвращая возникновение явления аквапланирования при высоких скоростях.
Чтобы дополнительно повысить вышеуказанные преимущества, внешняя часть 6 предпочтительно имеет ширину, возрастающую в направлении края Те протектора.
Внутренняя часть 7 соединена с внешней частью 6 в стороне от экватора С шины. Внутренняя часть 7 пересекает экватор С шины под меньшим углом относительно аксиального направления шины, чем угол внешней части 6. Такая внутренняя часть 7 позволяет обеспечить достаточную поперечную жесткость части протектора вокруг экватора С шины, где действует большое контактное давление на грунт. Соответственно, шина по настоящему воплощению может создавать большое направляющее усилие на повороте, улучшая стабильность вождения в условиях сухого дорожного покрытия.
Чтобы дополнительно повысить вышеуказанные преимущества, угол θ2 внутренней части 7 относительно аксиального направления шины предпочтительно составляет не менее 15°, более предпочтительно не менее 18°, но предпочтительно не более 25°, более предпочтительно не более 22°.
Предпочтительно внутренняя часть 7 имеет ширину, постепенно возрастающую в направлении внешней части 6. Такая внутренняя часть 7 может обладать преимуществом для улучшения характеристик сцепления с влажным дорожным покрытием. Предпочтительно угол θ3 между кромками внутренней части 7 канавки составляет, например, от 14 до 24°. В данном воплощении внутренняя часть имеет, например, по существу прямолинейную форму.
Как показано на Фиг. 1, например, каждая из внутренних частей 7А первых наклонных основных канавок 3А находится в сообщении с каждой из внешних частей 6В вторых наклонных основных канавок 3В. Более того, например, каждая из внутренних частей 7В вторых наклонных основных канавок 3В находится в сообщении с каждой из внешних частей 6А первых наклонных основных канавок 3А. Таким образом, при движении по заснеженному дорожному покрытию могут образовываться большие столбики снега в соответствующих местах соединения канавок, что улучшает ходовые характеристики на заснеженном дорожном покрытии.
Кроме того, например, каждая из наклонных областей 4 контакта с грунтом расположена между парой соседних в продольном направлении наклонных основных канавок 3 и 3. В данном воплощении наклонные области 4 контакта с грунтом включают первую наклонную область 4А контакта с грунтом, расположенную между парой соседних в продольном направлении первых наклонных основных канавок 3А и 3А, и вторую наклонную область 4В контакта с грунтом, расположенную между парой соседних в продольном направлении вторых наклонных основных канавок 3В и 3В.
На Фиг. 3 представлен увеличенный вид первой наклонной области 4А контакта с грунтом, показанной на Фиг. 1, в качестве типичной наклонной области 4 контакта с грунтом. Как показано на Фиг. 3, наклонные области 4 контакта с грунтом снабжены продольной канавкой 10, разделяющей наклонную область 4 контакта с грунтом на аксиально-внутренний блок 12 и аксиально-внешний блок 11.
Например, продольная канавка 10 наклонена под углом θ4 в направлении, противоположном направлению наклона наклонных основных канавок 3, с которыми соединена продольная канавка 10. Угол θ4 продольной канавки 10, например, составляет от 10 до 20° относительно продольного направления шины.
В данном воплощении, например, продольная канавка 10 проходит прямолинейно. Альтернативно, продольная канавка 10 может проходить зигзагообразно или волнообразно.
Предпочтительно, например, ширина W2 продольной канавки меньше, чем ширина W1 наклонных основных канавок 3. Более предпочтительно, ширина W2 продольной канавки 10 составляет от 3,0 до 5,0 мм. Такая продольная канавка 10 позволяет хорошо сбалансированно улучшить стабильность вождения на сухом дорожном покрытии и характеристики сцепления на влажном дорожном покрытии.
Как показано на Фиг. 1, поскольку соответствующие продольные канавки 10 наклонены относительно продольного направления, продольные канавки 10 не образуют единую продольную прямолинейную канавку через наклонные основные канавки 3.
Как показано на Фиг. 3, внешний блок 11 ограничен продольной канавкой 10 и краем Те протектора. Внешний блок 11, например, может обеспечивать трапециевидную поверхность контакта с грунтом.
Внутренний блок 12, например, расположен аксиально внутри от продольной канавки 10. Как показано на Фиг. 1, внутренний блок 12А первой наклонной области 4А контакта с грунтом ограничен парой соседних в продольном направлении первых наклонных основных канавок 3А и 3А, продольной канавкой 10 и внутренней частью 7В одной из вторых наклонных основных канавок 3В. Внутренний блок 12В второй наклонной области 4В контакта с грунтом ограничен парой соседних в продольном направлении вторых наклонных основных канавок 3В и 3В, продольной канавкой 10 и внутренней частью 7А одной из первых наклонных основных канавок 3А.
Как показано на Фиг. 1 и 3, внутренний блок 12, например, включает первую часть 13 блока и вторую часть 14 блока, образующие форму сапога.
Первая часть 13 блока, например, расположена между внутренней частью 7А первой наклонной основной канавки 3А и внутренней частью 7В второй наклонной основной канавки 3В, как показано на Фиг. 1.
Первая часть 13 блока выполнена в виде выступающей в аксиальном направлении шины части (в направлении правой стороны на Фиг. 3). В данном воплощении выступающая часть имеет, например, конусную форму. Поскольку такая первая часть 13 блока может подвергаться гибкой деформации в ходе движения по заснеженному дорожному покрытию, улучшают способность к шины самоочистке, при которой забившийся в канавки снег легко из них удаляется.
Вторая часть 14 блока расположена аксиально снаружи от первой части блока 13 и ограничена парой соседних в продольном направлении внешних частей 6 и 6 (показано на Фиг. 1) и продольной канавкой 10.
В данном воплощении, например, вторая часть 14 блока снабжена боковой канавкой 15. Боковая канавка 15, например, включает первый конец, сообщающийся с одной из наклонных основных канавок 3, и второй конец, заканчивающийся в пределах второй части 14 блока внутреннего блока 12. Предпочтительно боковая канавка 15 может иметь изогнутую форму. Боковая канавка 15 может быть полезна для хорошо сбалансированного улучшения характеристик сцепления с влажным дорожным покрытием и ходовых характеристик на заснеженном дорожном покрытии шины.
Как показано на Фиг. 1, боковые канавки 15, например, включают первые боковые канавки 15А, расположенные в первых наклонных областях 4А контакта с грунтом, и вторые боковые канавки 15В, расположенные во вторых наклонных областях 4В контакта с грунтом.
Предпочтительно первая боковая канавка 15А расположена так, что плавно переходит во внутреннюю часть 7В одной из вторых наклонных основных канавок 3В через одну из первых наклонных основных канавок 3А. Предпочтительно вторая боковая канавка 15В расположена так, что плавно переходит во внутреннюю часть 7А одной из первых наклонных основных канавок 3А через одну из вторых наклонных основных канавок 3В. Благодаря этому, при движении по заснеженному дорожному покрытию первая боковая канавка 15А и вторая боковая канавка 15В совместно с непрерывными наклонными основными канавками 3 позволяют сжимать снег с образованием длинных столбиков снега, что увеличивает силу сцепления.
Предпочтительно расстояние L1 в аксиальном направлении шины между местами Р1 и Р2 соединения канавок составляет от 0,15 до 0,25 ширины TW протектора. В данном случае ширину TW протектора определяют как расстояние в аксиальном направлении шины между краями Те и Те протектора. Место Р1 соединения канавок определяют, используя центральные линии канавок, как место соединения первой боковой канавки 15А и наклонной основной канавки 3, с которой соединена первая боковая канавка 15А. Место Р2 соединения канавок определяют, используя центральные линии канавок, как место соединения второй поперечной канавки 15В и второй наклонной основной канавки 3В, с которой соединена вторая боковая канавка 15В. Такая конфигурация позволяет обеспечить достаточный объем резины вокруг экватора С шины, так что можно хорошо сбалансированно улучшить стабильность вождения на сухом дорожном покрытии и ходовые характеристики на заснеженном дорожном покрытии.
Как показано на Фиг. 3, внешний блок 11 и внутренний блок 12, в соответствии с настоящим воплощением, снабжены ламелями 17. Ламели 17 позволяют улучшить ходовые характеристики на заснеженном дорожном покрытии шины. В данном документе ламель означает узкую прорезь, шириной не более 1,5 мм.
Внешний блок 11 снабжен внешними ламелями 18, которые наклонены в том же направлении, что и наклонные основные канавки 3, прилегающие к внешнему блоку 11. Такая конфигурация может быть полезна для улучшения характеристики виляния на дороге посредством снижения жесткости внешнего блока 11.
Внутренний блок 12 снабжен внутренними ламелями 19, которые наклонены в направлении, противоположном направлению наклона наклонных основных канавок, прилегающих к внутреннему блоку 12. Внутренний блок 12 позволяет обеспечить влияние кромки ламелей в различных направлениях, чтобы увеличить силу трения на обледенелой дороге и на утрамбованном снегу.
В предпочтительном воплощении внешняя ламель 18 и внутренняя ламель 19, по меньшей мере частично, имеют зигзагообразную форму. Такая конфигурация позволяет обеспечить достаточную жесткость блока посредством зацепления пары боковых поверхностей каждой ламели друг с другом. Альтернативно ламели 18 и 19 могут иметь прямолинейную или волнообразную форму.
Как показано на Фиг. 2, в месте Р3 соединения канавок, где центральная линия внешней части 6 канавки пересекается с продолжением центральной линии продольной канавки 10, угол θ5 внешней части 6 предпочтительно составляет от 25° до 35° относительно аксиального направления шины, чтобы дополнительно улучшить характеристики сцепления на влажном дорожном покрытии и характеристики виляния на заснеженной дороге.
Чтобы дополнительно улучшить вышеуказанные преимущественные эффекты, расстояние в аксиальном направлении от края Те протектора до места Р3 соединения канавок предпочтительно составляет от 0,19 до 0,24 ширины TW протектора.
В месте Р4 соединения канавок, где центральная линия внешней части 6 канавки пересекается с продолжением центральной линии боковой канавки 15, угол θ6 внешней части 6 предпочтительно составляет от 44° до 52° относительно аксиального направления шины, чтобы дополнительно улучшить характеристики сцепления шины с влажным дорожным покрытием.
Предпочтительно расстояние L3 в аксиальном направлении между местами Р3 и Р4 соединения канавок составляет от 0,16 до 0,20 ширины TW проектора. Поскольку эта конфигурация позволяет обеспечить достаточное расстояние между продольной канавкой 10 и боковой канавкой 15, характеристики сцепления шины с влажным дорожным покрытием могут быть дополнительно улучшены, при обеспечении жесткости протектора.
На аксиально-внутреннем конце 6i внешней части 6 угол θ7 внешней части 6 предпочтительно составляет от 55° до 65° относительно аксиального направления шины, чтобы дополнительно улучшить характеристики сцепления с влажным дорожным покрытием посредством отведения воды вокруг экватора С шины к краю Те протектора.
Хотя воплощения настоящего изобретения описаны подробно, настоящее изобретение не ограничено описанными воплощениями, но может быть модифицировано и выполнено в различных вариантах.
Пример
Изготавливали пневматические шины с основным рисунком протектора, представленном на Фиг. 1, размером 195/65R15, исходя из подробных характеристик, представленных в таблице 1, и затем исследовали стабильность вождения в условиях сухого дорожного покрытия, характеристики сцепления на влажном дорожном покрытии и ходовые характеристики на заснеженном дорожном покрытии. Что касается сравнительной шины, также изготавливали шину с рисунком протектором, представленным на Фиг. 4. Наклонные основные канавки сравнительной шины наклонены под углами, постепенно возрастающими относительно аксиального направления шины от одного из краев протектора к их аксиально-внутренним концам. Общие технические характеристики шин и методики испытаний приведены ниже.
Обод: 15×6,0
Внутреннее давление: 200 кПа
3
Испытываемое транспортное средство: переднеприводный автомобиль с объемом двигателя 2000 см
Место размещения шин: все колеса
Стабильность вождения при испытаниях на сухом дорожном покрытии:
Водитель-испытатель вел испытываемый автомобиль по маршруту испытаний, сухому асфальтовому дорожному покрытию, десять кругов и оценивал стабильность вождения по своим ощущениям. Результаты представлены в таблице 1 с использованием баллов, при этом оценка для шины сравнительного примера 1 принята равной 100. Чем больше величина, тем лучше характеристика.
Испытания характеристик сцепления на влажном дорожном покрытии:
На испытываемом автомобиле осуществляли движение по кругу диаметром 100 м по асфальтовому дорожному покрытию, частью снабженному лужей с водой 5 мм глубиной и 20 м длиной, и на передних колесах измеряли боковую составляющую ускорения в ходе движения по луже с водой, постепенно увеличивая скорость при въезде в лужу с водой, с получением средней боковой составляющей ускорения для диапазона скоростей от 50 до 80 км/ч. Результаты представлены в таблице 1 с использованием показателя на основе сравнительного примера 1, принятого за 100, при этом чем больше величина, тем лучше.
Испытания ходовых характеристик на заснеженной дороге:
Водитель-испытатель вел испытываемый автомобиль по дороге с утрамбованным снегом и измерял расстояние, требующееся для ускорения испытываемого автомобиля со скорости 5 км/ч до скорости 20 км/ч. Результаты представлены в таблице 1 с использованием показателя на основе сравнительного примера 1, принятого за 100. Чем меньше величина, тем лучше характеристика.
Результаты испытаний представлены в таблице 1.
Из результатов испытаний очевидно, что шины примеров по изобретению позволяют хорошо сбалансированно улучшить стабильность вождения на сухом дорожном покрытии, характеристики сцепления на влажном дорожном покрытии и ходовые характеристики на заснеженной дороге.