Пневматическая шина
Изобретение относится к рисунку протектора автомобильной шины. Протектор снабжен: парой продольных канавок (3) короны, проходящих с обеих сторон от центральной линии (С) шины, ребром (5) короны между продольными канавками (3) короны, парой плечевых продольных канавок (4), проходящих между продольными канавками (3) короны и краями (2t) контакта протектора с грунтом, средними ребрами (6) между продольными канавками (3) короны и плечевыми продольными канавками (4), и плечевыми ребрами (7) между плечевыми продольными канавками (4) и краями (2t) контакта протектора с грунтом. Объемная доля Rc канавок, которая представляет собой отношение общего объема канавок и ламелей к объему ребра (5) короны, объемная доля Rm канавок относительно средних ребер (6) и объемная доля Rs канавок относительно плечевых ребер (7) удовлетворяют соотношению Rc≤Rm≤Rs. Технический результат - улучшение стабильности вождения посредством увеличения коэффициента сопротивления шины боковому уводу во всем диапазоне нагрузок, в частности в диапазоне низких нагрузок. 9 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.
Область техники
Настоящее изобретение относится к пневматической шине, позволяющей улучшить стабильность вождения путем увеличения коэффициента сопротивления шины боковому уводу во всем диапазоне нагрузок, в частности при низких нагрузках.
Уровень техники
В традиционной пневматической шине, когда возрастает вертикальная нагрузка, площадь контакта протектора с грунтом увеличивается, и коэффициент сопротивления шины боковому уводу возрастает. Другими словами, когда нагрузка на шину снижается, коэффициент сопротивления шины боковому уводу также снижается. Таким образом, например, в автомобиле с передним расположением двигателя и передним приводом с большой нагрузкой на переднюю ось коэффициент сопротивления шины боковому уводу на заднем колесе снижается относительно больше, чем коэффициент сопротивления шины боковому уводу шины на переднем колесе. Такой дисбаланс коэффициентов сопротивления шины боковому уводу вызывает снижение характеристик движения задних колес при смене полосы движения и при движении на повороте. Таким образом, существует потребность в улучшении стабильности вождения.
Кроме того, чтобы улучшить коэффициент сопротивления шины боковому уводу во всем диапазоне нагрузок, одним из вариантов, например, является повышение твердости резины протектора, но при этом может возрастать шум при движении и ухудшаться комфортность вождения. Другим вариантом является снижение жесткости слоя брекерного пояса, стягивающего каркас шины. Однако при этом может снижаться характеристика сцепления с дорогой, ухудшаться шумовая характеристика при движении и износостойкость.
В опубликованной нерассмотренной заявке на патент Японии №2009-35130 описана пневматическая шина, позволяющая улучшить ответную реакцию на ручное управление. Однако в такой пневматической шине продольную жесткость центральной области протектора, имеющей относительно большое давление на грунт, устанавливают меньше, чем в плечевой области. Следовательно, существует проблема в том, что деформация центральной области, вызываемая изменением нагрузки, возрастает, и коэффициент сопротивления шины боковому уводу не может быть улучшен в диапазоне низких нагрузок.
Краткое описание изобретения
Таким образом, в свете указанных выше проблем, целью настоящего изобретения является обеспечение пневматической шины, позволяющей улучшить стабильность вождения путем увеличения коэффициента сопротивления шины боковому уводу в диапазоне всех нагрузок, в частности при низких нагрузках. Данное изобретение основано на формировании протектора с реберным рисунком, имеющего относительно небольшое изменением формы плоскости контакта с грунтом, и на ограничении объемной доли канавок относительно ребра короны, среднего ребра и плечевого ребра в определенном диапазоне.
Изобретение по п.1 формулы изобретения отличается тем, что пневматическая шина 1 имеет протектор, снабженный:
парой продольных канавок короны, каждая из которых проходит непрерывно в продольном направлении шины с каждой стороны от экватора шины;
парой плечевых продольных канавок, каждая из которых проходит непрерывно в продольном направлении шины между продольной канавкой короны и краем контакта протектора с грунтом;
ребром короны, проходящим непрерывно в продольном направлении шины между продольными канавками короны;
средними ребрами, проходящими непрерывно в продольном направлении шины между продольной канавкой короны и плечевой продольной канавкой, и
плечевыми ребрами, каждое из которых проходит проходящее в продольном направлении шины между плечевой продольной канавкой и краем контакта протектора с грунтом.
И объемная доля Rc канавок относительно ребра короны, которая представляет собой отношение общего объема канавок и ламелей, обеспеченных на ребре короны, к объему ребра короны,
объемная доля Rm канавок относительно среднего ребра, и
объемная доля Rs канавок относительно плечевого ребра удовлетворяют соотношению Rc≤Rm<Rs.
Изобретение по п.2 формулы изобретения относится к пневматической шине по п.1. Минимальная ширина продольной канавки короны составляет от 8 до 18 мм и от 1,25 до 2,0 минимальной ширины плечевой продольной канавки.
Изобретение по п.3 формулы изобретения относится к пневматической шине по п.1 или 2. На ребре короны ламели короны, проходящие внутрь в аксиальном направлении шины от пары продольных канавок короны и заканчивающиеся, не достигая экватора шины, расположены на расстоянии с чередованием в продольном направлении шины.
Изобретение по п.4 относится к пневматической шине по любому из пп.1-3. Среднее ребро включает внутреннюю среднюю ламель, проходящую наружу в аксиальном направлении шины от продольной канавки короны и заканчивающуюся, не достигая плечевой продольной канавки, и внешнюю среднюю ламель, проходящую внутрь в аксиальном направлении шины от плечевой продольной канавки и заканчивающуюся, не достигая продольной канавки короны.
Изобретение по п.5 формулы изобретения относится к пневматической шине по п.4. Аксиальная длина внутренней средней ламели составляет от 100 до 130% от аксиальной длины ламели короны.
Изобретение по п.6 относится к пневматической шине по любому из пп.1-5. Плечевое ребро включает плечевую поперечную канавку, проходящую внутрь в аксиальном направлении шины от края протектора с грунтом и заканчивающуюся, не достигая плечевой продольной канавки, и плечевую ламель, проходящую наружу от плечевой продольной канавки в аксиальном направлении шины.
Изобретение по п.7 относится к пневматической шине по п.6. Аксиальная длина плечевой ламели больше, чем аксиальная длина внешней средней ламели.
Изобретение по п.8 относится к пневматической шине по любому из пп.1-7. Плечевое ребро включает внутреннюю область, расположенную аксиально внутри относительно центральной линии плечевого ребра, проходящей через центр его максимальной аксиальной ширины, и проходящее в аксиальном направлении шины, и внешнюю область, расположенную аксиально снаружи относительно центральной линии объема плеча. Объемная доля Rso канавок в указанной внешней области составляет от 1,1 до 1,5 объемной доли Rsi канавок в указанной внутренней области.
Изобретение по п.9 относится к пневматической шине по любому из пп.1-8. В нормальном состоянии, когда шина установлена на стандартный обод, накачана до нормального внутреннего давления и не нагружена нагрузкой, отношение (D/TW) между величиной D кривизны профиля и шириной TW контакта протектора с грунтом составляет от 0,04 до 0,05; ширина TW контакта протектора с грунтом представляет собой аксиальное расстояние между краями контакта протектора с грунтом, а величина D кривизны профиля представляет собой радиальное расстояние от края контакта протектора с грунтом до экватора шины.
Изобретение по п.10 относится к пневматической шине по любому из пп.1-9. Объемная доля Rc канавок относительно ребра короны и объемная доля Rm канавок относительно среднего ребра составляет от 5 до 30%, а объемная доля Rs канавок относительно плечевого ребра составляет от 7 до 35%.
«Стандартный обод» представляет собой обод, установленный для каждой шины стандартом, на который базируется шина, и обычный обод представляет собой стандартный обод в системе JATMA (Японская ассоциация производителей автомобильных шин), «расчетный обод» в системе TRA (Ассоциация по ободам и шинам) и «мерный обод» в системе ETRTO (Европейская техническая организация по ободам и шинам).
«Нормальное внутреннее давление» представляет собой нормальное внутреннее давление, устанавливаемое для каждой шины стандартом. Например, оно представляет собой максимальное давление воздуха в системе JATMA, максимальное значение, указанное в таблице «Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки», в системе TRA и «давление накачки» в системе ETRTO. Когда шина предназначена для легкового автомобиля, нормальное внутреннее давление составляет 180 кПа.
В данном описании, если не указано иное, размер каждого участка шины измеряют в указанном выше нормальном состоянии.
Пневматическая шина по настоящему изобретению имеет протектор, снабженный парой продольных канавок короны, каждая из которых проходит непрерывно в продольном направлении шины с каждой стороны от экватора шины; парой плечевых продольных канавок, каждая из которых проходит непрерывно в продольном направлении шины между продольной канавкой короны и краем контакта протектора с грунтом; ребром короны, проходящим непрерывно в продольном направлении шины между продольными канавками короны; средними ребрами, проходящими непрерывно в продольном направлении шины между продольной канавкой короны и плечевой продольной канавкой, и плечевыми ребрами, каждое из которых проходит непрерывно в продольном направлении шины между плечевой продольной канавкой и краем контакта протектора с грунтом.
Пневматическая шина, включающая такой реберный рисунок обладает более высокой жесткостью в области протектора, чем в пневматическая шина, включающая протектор, сформированный из рядов блоков. Это позволяет улучшить коэффициент сопротивления шины боковому уводу во всем диапазоне нагрузок и улучшить стабильность вождения. Если пневматическую шину, включающую реберный рисунок, нагружают большой нагрузкой, она может подавлять излишнее увеличение коэффициента сопротивления шины боковому уводу, что улучшает стабильность вождения при высоких скоростях.
В пневматической шине по настоящему изобретению объемная доля Rc канавок относительно ребра короны, объемная доля Rm канавок относительно средних ребер и объемная доля Rs канавок относительно плечевых ребер удовлетворяют соотношению Rc≤Rm<Rs. Таким образом, продольную жесткость ребра короны относительно увеличивают; следовательно, коэффициент сопротивления шины боковому уводу эффективно улучшают в состоянии низкой нагрузки путем обеспечения высокого отношения площади контакта с грунтом к поверхности контакта с грунтом.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлен развернутый вид протектора пневматической шины по настоящему изобретению.
На Фиг.2 представлен увеличенный вид справа Фиг.1.
На Фиг.3 представлен вид поперечного сечения, взятый по линии А-А на Фиг.1.
На Фиг.4 представлен развернутый вид протектора пневматической шины по другому воплощению.
На Фиг.5 представлен развернутый вид протектора пневматической шины по еще одному воплощению.
На Фиг.6 представлен развернутый вид протектора пневматической шины по сравнительному примеру 1.
Перечень условных обозначений
1 - Пневматическая шина
2 - Протектор
3 - Продольная канавка короны
4 - Плечевая продольная канавка
5 - Ребро короны
6 - Среднее ребро
7 - Плечевое ребро
Rc - объемная доля канавок относительно ребра короны
Rm - объемная доля канавок относительно среднего ребра
Rs - объемная доля канавок относительно плечевого ребра
Далее воплощение настоящего изобретения описано со ссылками на чертежи.
В настоящем воплощении, как показано на Фиг.1, обеспечена пневматическая шина 1 (далее здесь и ниже просто «шина») для легковых автомобилей.
Протектор 2 этой шины 1 включает пару продольных канавок 3 и 3 короны, каждая из которых проходит непрерывно в продольном направлении шины с каждой стороны от экватора С шины; пару плечевых продольных канавок 4 и 4, каждая из которых проходит непрерывно в продольном направлении шины между продольной канавкой 3 короны и краем 2t контакта протектора с грунтом.
Благодаря соответствующим продольным канавкам 3 и 4, протектор 2 снабжен ребром короны 5, проходящим непрерывно в продольном направлении шины между продольными канавками короны 3 и 3, средними ребрами 6, каждое из которых проходит между продольной канавкой 3 короны и плечевой продольной канавкой 4, и плечевыми ребрами 7, каждое из которых проходит непрерывно между плечевой продольной канавкой 4 и краем 2t контакта протектора с грунтом.
Шина 1, содержащая такой реберный рисунок, обладает более высокой жесткостью протектора 2, чем шина, включающая протектор, сформированный из ряда блоков, и коэффициент сопротивления шины боковому уводу во всем диапазоне нагрузок может быть улучшен, и стабильность вождения может быть улучшена. Более того, при большой нагрузке на шину 1 излишнее увеличение коэффициента сопротивления шины боковому уводу может быть подавлено. Когда в шине 1 ослабляют большую нагрузку на переднюю шину и нагрузку на заднюю шину, коэффициент сопротивления шины боковому уводу задней шины может быть сохранен на высоком уровне и может быть улучшена стабильность при высоких скоростях. Протектор 2 по настоящему воплощению включает, например, произвольно направленный рисунок, не имеющий заданного направления вращения.
Продольная канавка 3 короны и плечевая продольная канавка 4 выполнены в виде прямолинейных канавок, проходящих в продольном направлении шины линейно. Такая продольная канавка обладает небольшим сопротивлением дренажу, и это способствует улучшению характеристик дренажа. В случае шины легкового автомобиля по настоящему изобретению, продольная канавка 3 короны и плечевая продольная канавка 4 предпочтительно имеют минимальную ширину W1 и W2 приблизительно от 5 до 10% от ширины TW контакта протектора с грунтом, которая представляет собой аксиальное расстояние между краями 2t и 2t контакта протектора с грунтом, и имеют глубину D1 и D2 (показано на Фиг.3) приблизительно от 6 до 10 мм, для обеспечения хорошего баланса между характеристиками дренажа и жесткостью протектора. В частности, ширина W1 продольной канавки 3 короны предпочтительно составляет не менее 8 мм, более предпочтительно не менее 10 мм и предпочтительно не более 18 мм, более предпочтительно не более 15 мм. Продольная канавка 3 короны шире, чем традиционная канавка, и длина ее контакта с грунтом больше, что позволяет улучшить характеристики дренажа вблизи плоскости СР экватора шины, имеющей высокое контактное давление. Ширина W1 продольной канавки 3 короны предпочтительно составляет не менее 1,25, более предпочтительно не менее 1,5 и предпочтительно не более 2,0, более предпочтительно не более 1,8 ширины W2 плечевой продольной канавки 4. Когда ширина W1 составляет менее 1,25 ширины W2, характеристики дренажа ребра 5 короны, имеющего большую долю Re канавок относительно ребра, могут ухудшаться. Когда ширина W1 составляет более 2,0 ширины W2, площадь контакта с грунтом со стороны экватора С шины заметно снижается, и стабильность вождения может ухудшаться.
Ребро 5 короны сформировано в виде ребра, проходящего непрерывно в продольном направлении шины между продольными канавками 3 и 3 короны. Выражение «проходящее непрерывно» означает, что ребро предпочтительно не разделено какими-либо поперечными канавками в продольном направлении и указанная выше поперечная канавка не содержит ламели. Такое ребро 5 короны способствует увеличению жесткости протектора 2 в продольном направлении шины и стабильности прямолинейного движения по сравнению с рядом блоков. Максимальная аксиальная ширина W3 такого ребра 5 короны предпочтительно составляет приблизительно от 10 до 20%, более предпочтительно приблизительно от 13 до 17%.
Как показано на Фиг.2 крупным планом, кромка 5f ребра 5 короны включает срезанные участки 11 с небольшим внутренним углом между двумя стенками, расположенные с интервалом в продольном направлении шины. Такой срезанный участок 11 способствует возникновению местного возмущенного потока воздушного столба, проходящего через продольную канавку 3 короны, подавляя резонанс воздушного столба, который может возникать в прямолинейной канавке, что снижает шум при движении.
Как показано на Фиг.1, среднее ребро 6 также сформировано в виде ребра, проходящего непрерывно в продольном направлении шины, между продольной канавкой 3 короны и плечевой продольной канавкой 4. Такое среднее ребро 6 позволяет уменьшить степень поперечной деформации при движении на повороте и позволяет создавать большую поперечную силу по сравнению с рядом блоков. Максимальная ширина W4 данного среднего ребра предпочтительно составляет, например, приблизительно от 12 до 20%, более предпочтительно приблизительно от 14 до 18% от ширины TW контакта протектора с грунтом.
Как показано на Фиг.2 крупным планом, среднее ребро 6 включает аксиально-внутреннюю кромку 6e ребра, сформированную прямолинейно в продольном направлении шины, и аксиально-внешнюю кромку 6f ребра, сформированную зигзагообразно. Таким образом, кромка 6f ребра, так же как и срезанный участок 11, способствует возникновению местного возмущенного потока воздушного столба, проходящего через плечевую продольную канавку 4, подавляя резонанс воздушного столба в плечевой продольной канавке 4 и снижая шум при движении. Чтобы эффективно подавить резонанс воздушного столба, кромку 6a ребра предпочтительно формируют из двух зигзагообразных отрезков 12a и 12b разной длины, расположенных с чередованием, с получением зигзага неравномерной длины.
Как показано на Фиг.1, плечевое ребро 7 также сформировано в виде ребра, проходящего непрерывно в продольном направлении шины, между плечевой продольной канавкой 4 и краем 2t контакта протектора с грунтом. Такое плечевое ребро 7 также позволяет подавить поперечную деформацию при движении на повороте и создавать большую поперечную силу по сравнению с рядом блоков. Максимальная аксиальная ширина W5 от этой кромки 7f плечевого ребра до края 2t контакта протектора с грунтом предпочтительно составляет от 14 до 22% от ширины TW контакта протектора с грунтом, более предпочтительно приблизительно от 16 до 20%.
Плечевое ребро 7 снабжено плечевой поперечной канавкой 13, которая проходит от аксиально-внешней стороны края 2t контакта протектора с грунтом внутрь в аксиальном направлении шины с небольшим наклоном и заканчивается, не достигая плечевой продольной канавки 4. Угол наклона данной плечевой поперечной канавки 13 относительно аксиального направления шины составляет не более 20°. Такая плечевая поперечная канавка 13 позволяет отводить воду на поверхность дороги в направлении края 2t контакта протектора с грунтом и улучшить характеристики дренажа. Максимальная ширина W6 (показана на Фиг.1) плечевой поперечной канавки 13, расположенной аксиально внутри от края 2t контакта протектора с грунтом, предпочтительно составляет приблизительно от 0,4 до 1,0 ширины W2 плечевой продольной канавки 4, а глубина D3 канавки (показана на Фиг.3) предпочтительно составляет приблизительно от 5 до 9 мм.
Ребро 5, ребро 6 и ребро 7 по настоящему воплощению снабжены ламелями S, расположенными с интервалом в продольном направлении шины. Такая ламель S способствует сохранению износостойкости ребра 5, ребра 6 и ребра 7 и улучшению характеристик дренажа. Каждая ламель S представляет собой прорезь небольшой ширины, каждая ширина W11, W12, W13 и W14 составляет, например, приблизительно от 0,4 до 1,5 мм. Глубина каждой ламели S (не показана) предпочтительно составляет, например, приблизительно от 40 до 90%, более предпочтительно приблизительно от 60 до 70% от глубины D1 продольной канавки.
Ребро 5 короны снабжено ламелями S2 и S1, проходящими аксиально от каждой из продольных канавок 3 и 3 короны. Среднее ребро 6 снабжено внутренней средней ламелью S2, проходящей аксиально наружу от продольной канавки 3 короны, и внешней средней ламелью S3, проходящей аксиально внутрь от плечевой продольной канавки 4. Плечевое ребро 7 снабжено плечевой ламелью S4, проходящей аксиально наружу от плечевой продольной канавки 4.
Ламель S1 короны по настоящему воплощению проходит аксиально внутрь под углом от продольной канавки 3 короны и заканчивается, не достигая экватора С шины. Таким образом, на экваторе С шины в ребре 5 короны, непрерывно в продольном направлении, образована область без ламели S. Как показано на Фиг.1, ламели S1 и S1 короны смещены друг относительно друга, но их положения могут совпадать. Аксиальная длина L1 этой ламели S1 короны предпочтительно составляет от 15 до 45%, более предпочтительно от 25 до 35% от максимальной ширины W3 ребра 5 короны.
Как показано на Фиг.2, вышеуказанная внутренняя средняя ламель S2 плавно наклонена, проходит аксиально внутрь от продольной канавки 3 короны и заканчивается, не достигая плечевой продольной канавки 4. Внутренняя средняя ламель S2 расположена так, что соединена через продольную канавку 3 короны с ламелью S1 короны на внутренней стороны в аксиальном направлении шины. Аксиальная длина L2 внутренней средней ламели S2 предпочтительно составляет приблизительно от 15 до 40%, более предпочтительно от 20 до 30% от максимальной ширины W4 среднего ребра 6.
Внешняя средняя ламель S3 по настоящему воплощению плавно наклонена в направлении, обратном направлению наклона средней внутренней ламели S2 относительно продольного направления шины от зигзагообразной кромки среднего ребра 6 и заканчивается, не достигая продольной канавки 3 короны. Внешняя средняя ламель S3 и внутренняя средняя ламель S2 расположены на расстоянии с чередованием в продольном направлении шины. Аксиальная длина L3 внешней средней ламели S3 предпочтительно составляет приблизительно от 45 до 85%, более предпочтительно приблизительно от 55 до 75% от максимальной ширины W4 среднего ребра 6.
Плечевая ламель S4 наклонена по существу под тем же углом, что и плечевая поперечная канавка 13, проходит от плечевой продольной канавки 4t и заканчивается вблизи края 2t контакта протектора с грунтом. Плечевая ламель S4 и плечевая поперечная канавка 13 расположены на расстоянии с чередованием. Аксиальная длина L4 плечевой ламели S4 по настоящему воплощению больше, чем аксиальная длина L3 внешней средней ламели S3, и предпочтительно составляет приблизительно от 80 до 110%, более предпочтительно приблизительно от 90 до 100% от максимальной ширины W5 плечевого ребра 7.
Таким образом, в шине 1 по настоящему воплощению объемная доля Re канавок относительно ребра 5 короны, объемная доля Rm канавок относительно среднего ребра 6 и объемная доля Rs канавок относительно плечевого ребра 7 удовлетворяют соотношению Rc≤Rm<Rs.
Объемная доля Re канавок, объемная доля Rm канавок и объемная доля Rs канавок, соответственно, представляют собой отношения общего объема канавок и ламелей, расположенных на ребре 5, ребре 6 и ребре 7 к соответствующим объемам ребра 5 кроны, среднего ребра 6 и плечевого ребра 7, где ламель S и плечевая поперечная канавка 13 полностью заполнены.
Как показано на Фиг.3, объем ребра 5 короны определяют как объем, ограниченный воображаемой линией V1, проходящей вдоль внешней поверхности 2S протектора 2, проходящей через точку 3d наибольшей глубины продольной канавки 3 короны и точку 4d наибольшей глубины плечевой продольной канавки 4, поверхностью 5S протектора на ребре 5 короны и внешними стенками 5W и 5W, проходящими от кромки 5f ребра 5 короны до точки 3d наибольшей глубины продольной канавки 3 короны. Объем среднего ребра 6 определяют как объем, ограниченный виртуальной линией V1, поверхностью 6S протектора на среднем ребре 6, внутренней стенкой 6we, проходящей от аксиально-внутренней кромки 6е среднего ребра 6 до точки 3d наибольшей глубины продольной канавки 3 короны, и внешней стенкой 6wf, проходящей от аксиально-внешней кромки 6f ребра до точки 4d наибольшей глубины плечевой продольной канавки 4. Объем плечевого ребра 7 определяют как объем, ограниченный виртуальной линией V1, поверхностью 7S протектора на плечевом ребре 7, внутренней стенкой 7w, проходящей от кромки 7е плечевого ребра 7 до точки 4d наибольшей глубины плечевой продольной канавки 4, и поверхностью F1, проходящей через край 2t контакта с грунтом и параллельной поверхности CР экватора шины.
Таким образом, в шине, удовлетворяющей вышеуказанному соотношению объемных долей Rc, Rm и Rs канавок, ребро 5 короны, где действует наибольшее давление на грунт, имеет более высокую продольную жесткость, чем плечевое ребро 7. Таким образом, ребро 5 короны эффективно увеличивает коэффициент сопротивления шины боковому уводу во всем диапазоне нагрузок, что улучшает стабильность вождения.
Поскольку ребро 5 короны имеет относительно повышенную продольную жесткость, коэффициент сопротивления шины боковому уводу может быть эффективно улучшен в состоянии низкой нагрузки, при котором отношение площади контакта с грунтом возрастает внутри поверхности контакта с грунтом.
Чтобы повысить вышеуказанный эффект, объемная доля Re канавок относительно ребра 5 короны и объемная доля Rm канавок относительно среднего ребра 6 предпочтительно составляет не менее 5%, более предпочтительно не менее 10% и предпочтительно не более 30%, более предпочтительно не более 15%. Когда объемные доли Rc и Rm канавок составляют менее 5%, характеристики дренажа могут сильно ухудшиться. Когда объемные доли Rc и Rm канавок превосходят 30%, площадь контакта с грунтом снижается, и долговечность может снижаться.
Более того, объемная доля Re канавок относительно ребра 5 короны предпочтительно меньше, чем объемная доля Rm канавок относительно среднего ребра б. Таким образом, поскольку поперечная жесткость каждого ребра постепенно снижается от ребра 5 короны к плечевому ребру 7, характеристики переходного режима при движении на повороте и стабильность при смене полосы движения улучшаются, и стабильность вождения может быть улучшена.
Объемная доля Rs канавок относительно плечевого ребра 7 предпочтительно составляет не менее 7%, более предпочтительно не менее 12% и предпочтительно не более 35%, более предпочтительно не более 20%. Когда вышеуказанная объемная доля Rs канавок составляет менее 7%, характеристики дренажа, особенно характеристики явления аквапланирования, могут ухудшиться. Когда объемная доля Rs канавок превосходит 35%, жесткость плечевого ребра 7 излишне снижается, и может возникать неравномерный износ.
Как показано на Фиг.1, вышеуказанное плечевое ребро 7 виртуально разделено на внутреннюю область 7i, расположенную с аксиально-внутренней стороны, и внешнюю область 7о, расположенную с аксиально-внешней стороны относительно центральной линии CL1 плечевого ребра, проходящей через центра максимальной аксиальной ширины W5, и проходящие в продольном направлении шины. В данном случае предпочтительно объемная доля Rsi канавок во внутренней области 7i меньше, чем объемная доля Rso канавок во внешней области 7о. Таким образом, плечевое ребро 7 обеспечивает плавный переход жесткости от плечевой продольной канавки 4 к краю 2t контакта с грунтом и позволяет улучшить стабильность вождения. Более того, в плечевом ребре 7 продольная жесткость внутренней области 7i выше, чем продольная жесткость внешней области 7о. Таким образом, при низкой нагрузке, когда отношение площади контакта с грунтом внутренней области 7i относительно велико, коэффициент сопротивления шины боковому уводу может быть значительно улучшен.
Объемная доля Rso канавок во внешней области 7о предпочтительно составляет не менее 1,1, более предпочтительно не менее 1,3 объемной доли Rsi канавок во внутренней области 7i. И объемная доля Rso канавок во внешней области 7о предпочтительно составляет не более 1,5, более предпочтительно не более 1,1 объемной доли Rsi канавок во внутренней области 7i. Когда объемная доля Rso канавок составляет менее 1,1 вышеуказанной объемной доли Rsi канавок, можно не обеспечить хорошо сглаженный переход жесткости. Когда объемная доля Rso канавок составляет более 1,5 объемной доли Rsi канавок, жесткость изменяется резко, и может возникать неравномерный износ в плечевой области 7.
Ширина W13 внешней средней ламели S3 предпочтительно больше, чем ширина W12 внутренней средней ламели S2. Внешняя средняя ламель S3 позволяет отводить воду на поверхность дороги от центра контакта с грунтом среднего 6 ребра к аксиально-внешней кромке 6f ребра и позволяет улучшить характеристики дренажа. Более того, в среднем 6 ребре продольная жесткость с аксиально-внутренней стороны шины выше, чем с внешней стороны;
следовательно, коэффициент сопротивления шины боковому уводу может быть улучшен при низкой нагрузке, когда относительная площадь контакта с грунтом с внутренней стороны и давление на грунт соответственно возрастают. С этой точки зрения, ширина W13 внешней средней ламели S3 предпочтительно составляет не менее 105%, более предпочтительно не менее 110% от ширины W12 внутренней средней ламели S2. Когда ширина W13 внешней средней ламели S3 слишком велика, жесткость относительно плечевого ребра 7 снижается, и коэффициент сопротивления шины боковому уводу при низкой нагрузке может снижаться. С этой точки зрения, ширина W13 внешней средней ламели S3 предпочтительно составляет не более 200%, более предпочтительно не более 160% от ширины W12 внутренней средней ламели S2.
С этой же точки зрения, глубина (не показана) внешней средней ламели S3 предпочтительно составляет не менее 105%, более предпочтительно не менее 110%; предпочтительно не более 200%, более предпочтительно не более 160% от глубины канавки (не показана) внутренней средней ламели S2.
Как показано на Фиг.3, в указанном выше стандартном состоянии, отношение (D/TW) может быть задано произвольно. Отношение (D/TW) представляет собой соотношение между шириной TW контакта протектора с грунтом (показано на Фиг.1) и величиной D кривизны профиля, которая представляет собой радиальное расстояние от края 2t контакта протектора с грунтом до экватора С шины. Когда отношение (D/TW) слишком мало, давление на грунт плечевого ребра 7 излишне возрастает и эффекты настоящего изобретения могут проявляться недостаточно. Таким образом, отношение (D/TW) предпочтительно составляет не менее 0,03, более предпочтительно не менее 0,04. Когда отношение (D/TW) слишком велико, давление на грунт плечевого ребра 7 излишне возрастает и стабильность вождения может снижаться. Поэтому отношение (D/TW) предпочтительно составляет не более 0,06, более предпочтительно не более 0,05.
На Фиг.4 представлено еще одно воплощение шины 1 по настоящему изобретению. В шине 1 по данному воплощению ребро 5 короны выполнено в виде плоского ребра, не содержащего ни канавок, ни ламелей S1 короны (показанных на Фиг.1). Более того, среднее ребро 6 снабжено только внешней средней ламелью S3. В такой шине 1 объемная доля Re канавок относительно ребра 5 короны и объемная доля Rm канавок относительно среднего ребра 6 может быть намного меньше, коэффициент сопротивления шины боковому уводу во всем диапазоне нагрузки, в частности, при низкой нагрузке, может быть сильнее повышен, и стабильность вождения может быть значительно улучшена.
Как показано на Фиг.5, ребро 5 короны может быть снабжено узкой канавкой 16, проходящей в продольном направлении по существу по экватору С шины. Среднее ребро 6 может быть снабжено внутренними и внешними средними поперечными канавками 17 и 18 вместо внутренних и внешних средних ламелей S2 и S3 (показанных на Фиг.2). Данная шина 1 позволяет улучшить характеристики дренажа при сохранении стабильности вождения. Ширина W7 узкой канавки 16 предпочтительно составляет приблизительно от 5 до 20% от максимальной ширины W3 ребра 5 короны, а глубина канавки (не показана) предпочтительно составляет приблизительно от 7 до 15% от глубины D1 канавки (показана на Фиг.3) продольной канавки 3 короны.
Выше описаны конкретные предпочтительные воплощения настоящего изобретения, но очевидно, что могут быть сделаны различные изменения, и изобретение не ограничено воплощениями, представленными на чертежах.
Примеры
Изготавливали пневматические шины, включающие протектор с характеристиками, указанными в таблице 1, и оценивали их свойства. Для сравнения также испытывали другую шину (сравнительный пример 1). Шина сравнительного примера 1 имела объемную долю Rs канавок относительно плечевого ребра, показанного на Фиг.6, больше, чем объемная доля Re канавок относительно ребра короны и объемная доля Rm канавок относительно среднего ребра.
Общие технические характеристики приведены ниже.
Размер шины: 215/55R17
Размер обода: 7,0 J × 17
Ширина TW контакта протектора с грунтом: 155 мм
Глубина D1 продольной канавки короны: 8,0 мм
Глубина D2 плечевой продольной канавки: 8,0 мм
Максимальная ширина W3 ребра короны: 20 мм
Максимальная ширина W4 среднего ребра: 25 мм
Максимальная ширина W5 плечевого ребра: 28 мм
Плечевая поперечная канавка:
Ширина W6: от 2,5 до 4,0 мм
Глубина D3: 7,0 мм
Ламель короны:
Аксиальная длина L1: 3,5 мм
Ширина W1: 0,6 мм
Глубина: 6,5 мм
Внутренняя средняя ламель:
Аксиальная длина L2: 6 мм
Ширина W12: 0,6 мм
Глубина: 6,5 мм
Внешняя средняя ламель:
Аксиальная длина L3: 18 мм
Ширина W13: 1,0 мм
Глубина: 6,5 мм
Плечевая ламель:
Аксиальная длина L4: 23 мм
Ширина W14: 0,6 мм
Глубина: 6,5 мм
Методы испытаний описаны ниже
Коэффициент сопротивления шины боковому уводу
Каждую испытываемую шину устанавливали на обод, накачивали до внутреннего давления 230 кПа и, с использованием лабораторной испытательной машины, измеряли коэффициент сопротивления шины боковому уводу при нагрузке 3,4 кН и 2,2 кН, соответственно. Результаты испытаний представлены с использованием показателя, в котором коэффициент сопротивления шины боковому уводу при нагрузке 3,4 кН для примера 1 принят за 100; чем больше численное значение, тем больше коэффициент сопротивления шины боковому уводу.
Угол бокового увода: 1°
Стабильность вождения
Каждую испытываемую шину устанавливали на обод, накачивали до заданного внутреннего давления (переднее колесо: 220 кПа; заднее колесо: 220 кПа) и устанавливали на автомобиль отечественного производства FF с объемом двигателя 2400 см3 (нагрузка на переднее колесо: 4,7 кН; нагрузка на заднее колесо: 3,3 кН). Профессиональный водитель-испытатель прогонял испытательный автомобиль по маршруту испытаний с асфальтовым дорожным покрытием, и такие свойства, как ответная реакция на рулевое управление, жесткость, сцепление и т.п., оценивали по ощущениям водителя. Результаты испытаний представлены с использованием показателя, в котором пример 1 принят за 100; чем больше численное значение, тем лучше результат.
Комфортность вождения
Используя автомобиль при тех же условиях, как описано выше, испытательный автомобиль прогоняли по сухим асфальтовым дорожным покрытиям, таким как разбитая дорога, «бельгийская мостовая» (мощеная булыжником дорога) или дорога Bitsman (дорога с гравийным покрытием), ощущение неровностей, толчки и подбрасывания оценивали по ощущениям водителя. Результаты испытаний представлены с использованием показателя, в котором пример 1 принят за 100; чем больше численное значение, тем лучше результат.
Характеристики дренажа
Используя автомобиль при тех же условиях, как описано выше, испытательный автомобиль прогоняли по маршруту испытаний радиусом 100 м, имеющему асфальтовое дорожное покрытие и лужи с водой 5 мм глубиной и 20 м длиной, и при движении постепенно увеличивали скорость, чтобы измерить среднее поперечное ускорение переднего колеса и заднего колеса при скорости от 50 до 80 км/ч. Результаты испытаний представлены с использованием показателя, в котором пример 1 принят за 100; чем больше численное значение, тем лучше результат.
Уровень внешнего шума (при проезде автомобиля)
В соответствии с действующим инерционным испытанием автомобилей, описанным в JASO/C/606, обеспечивали движение испытательного автомобиля по инерции на 50 м по прямолинейному испытательному маршруту (асфальтовому дорожному покрытию) со скоростью 60 км/ч. Устанавливали микрофон, закрепленный в центральной точке маршрута, расположенной на расстоянии 7,5 м от центральной линии движения и на расстоянии 1,2 м от поверхности дороги и измеряли максимальный уровень дБ (А) внешнего шума. Результаты испытаний представлены с использованием показателя на основе величины, обратной уровню внешнего шума, в котором пример 1 принят за 100. Чем больше численное значение, тем более благоприятный уровень внешнего шума.
Шумовые характеристики
Используя автомобиль при тех же условиях, как описано выше, испытательный автомобиль прогоняли по ровному дорожному покрытию со скоростью 60 км/ч и уровень шума рисунка протектора оценивали по ощущениям водителя. Результаты испытаний представлены с использованием показателя, в котором пример 1 принят за 100; чем больше численное значение, тем лучше результат.
Результаты испытаний представлены в таблице 1.
Результаты испытаний показали, что шины согласно примерам по изобретению обеспечивали улучшение стабильности вождения благодаря увеличению коэффициента сопротивления шины боковому уводу во всем диапазоне нагрузок. Также установлено, что шины согласно примерам по изобретению обеспечивали улучшение характеристик дренажа при сохранении комфортности вождения, уровня внешнего шума и шумовых характеристик.
| Таблица 1 | ||||||||||||
| Ср. пр.1 | Пр.1 | Пр.2 | Пр.3 | Пр.4 | Пр.5 | Пр.6 | Пр.7 | Пр.8 | Пр.9 | Пр.10 | Пр.11 | |
| Развернутый чертеж протектора | Фиг.6 | Фиг.5 | Фиг.2 | Фиг.4 | Фиг.2 | Фиг.2 | Фиг.2 | Фиг.2 | Фиг.2 | Фиг.2 | Фиг.2 | Фиг.2 |
| Объемная доля Rc(%) канавок относительно ребра короны | 30 | 30 | 20 | 10 | 25 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Объемная доля Rm (%) канавок относительно среднего ребра | 30 | 30 | 20 | 10 | 25 | 25 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Объемная доля Rs (%) канавок относительно плечевого ребра | 15 | 35 | 25 | 25 | 15 | 30 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 |
| Объемная доля Rsi (%) канавок во внутренней области | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11,8 | 9,3 | 11 | 11 | 11 | 11 |
| Объемная доля Rso (%) канавок во внешней области | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 |
| Отношение (Rso/Rsi) | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,1 | 1,4 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
| Минимальная ширина W1 (мм) продольной канавки короны | 8,8 | 8,8 | 8,8 | 8,8 | 8,8 | 8,8 | 8,8 | 8,8 | 7,8 | 9,4 | 8,8 | 8,8 |
| Минимальная ширина W2 (мм) плечевой продольной канавки | 5,2 | 5,2 | 5,2 | 5,2 | 5,2 | 5,2 | 5,2 | 5,2 | 6,2 | 4,7 | 5,2 | 5,2 |
| Отношение (W1/W2) | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,25 | 2,00 | 1,7 | 1,7 |
| Величина D кривизны профиля (мм) | 6,5 | 6,5 | 6,5 | 6,5 | 6,5 | 6,5 | 6,5 | 6,5 | 6,5 | 6,5 | 4,5 | 9,3 |
| Отношение (D/TW) | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,03 | 0,006 |
| Коэффициент сопр. бок. ув. (3,4 кН) (показатель) (больше лучше) | 103 | 100 | 105 | 108 | 103 | 105 | 103 | 108 | 105 | 105 | 108 | 95 |
| Коэффициент сопр. бок. ув. (2,2 кН) (показатель) (больше - лучше) | 75 | 75 | 81 | 85 | 82 | 79 | 79 | 81 | 81 | 79 | 85 | 70 |
| Стабильность вождения (показатель) (больше - лучше) | 90 | 100 | 110 | 120 | 105 | 115 | 105 | 105 | 110 | 105 | 105 | 95 |
| Комфортность вождения (показатель) (больше - лучше) | 100 | 100 | 110 | 90 | 105 | 110 | 105 | 105 | 110 | 110 | 100 | 120 |
| Характеристики дренажа (показатель) (больше - лучше) | 90 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 95 | 95 | 105 | 95 | 120 |
| Уровень внешнего шума (показатель) (больше - лучше) | 110 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 110 |
| Шумовые характеристики (показатель) (больше - лучше) | 120 | 100 | 110 | 115 | 105 | 110 | 110 | 110 | 110 | 110 | 110 | 120 |
1. Пневматическая шина, в которой протектор снабжен:
парой продольных канавок короны, каждая из которых проходит непрерывно в продольном направлении шины с каждой стороны от экватора шины;
парой плечевых продольных канавок, каждая из которых проходит непрерывно в продольном направлении шины между указанной продольной канавкой короны и краем контакта протектора с грунтом;
ребром короны, проходящим непрерывно в продольном направлении шины между указанными продольными канавками короны;
средними ребрами, проходящими непрерывно в продольном направлении шины между указанными продольными канавками короны и указанными плечевыми продольными канавками; и
плечевыми ребрами, проходящими непрерывно в продольном направлении шины между указанными плечевыми продольными канавками и указанным краем контакта протектора с грунтом; где
объемная доля Rc канавок относительно ребра короны, которая представляет собой отношение общего объема канавок и ламелей, обеспеченных на ребре короны, к объему указанного ребра короны,
объемная доля Rm канавок относительно среднего ребра, и
объемная доля Rs канавок относительно плечевого ребра удовлетворяют соотношению Rc≤Rm<Rs.
2. Пневматическая шина по п.1, в которой минимальная ширина указанной продольной канавки короны составляет от 8 до 18 мм и от 1,25 до 2,0 минимальной ширины указанной плечевой продольной канавки.
3. Пневматическая шина по п.1, в которой на указанном ребре короны ламели короны, проходящие внутрь в аксиальном направлении шины от пары указанных продольных канавок короны и заканчивающиеся, не достигая экватора шины, расположены на расстоянии с чередованием в продольном направлении шины.
4. Пневматическая шина по п.1, в которой указанное среднее ребро включает:
внутреннюю среднюю ламель, проходящую наружу в аксиальном направлении шины от указанной продольной канавки короны и заканчивающуюся, не достигая указанной плечевой продольной канавки и
внешнюю среднюю ламель, проходящую внутрь в аксиальном направлении шины от указанной плечевой продольной канавки и заканчивающуюся, не достигая указанной продольной канавки короны.
5. Пневматическая шина по п.4, в которой аксиальная длина указанной внутренней средней ламели составляет от 100 до 130% от аксиальной длины указанной ламели короны.
6. Пневматическая шина по п.1, в которой плечевое ребро включает:
плечевую поперечную канавку, проходящую внутрь в аксиальном направлении шины от указанного края контакта протектора с грунтом и заканчивающуюся, не достигая указанной плечевой продольной канавки, и
плечевую ламель, проходящую наружу от плечевой продольной канавки в аксиальном направлении шины.
7. Пневматическая шина по п.6, в которой аксиальная длина указанной плечевой ламели больше, чем аксиальная длина указанной внешней средней ламели.
8. Пневматическая шина по п.1, в которой указанное плечевое ребро включает:
внутреннюю область, расположенную аксиально внутри относительно центральной линии плечевого ребра, проходящей через центр его максимальной аксиальной ширины, и проходящую в аксиальном направлении шины и
внешнюю область, расположенную аксиально снаружи относительно указанной центральной линии плечевого ребра, и
объемная доля Rso канавок в указанной внешней области составляет от 1,1 до 1,5 объемной доли Rsi канавок в указанной внутренней области.
9. Пневматическая шина по п.1, в которой при нормальном состоянии, когда шина установлена на стандартный обод, накачана до нормального внутреннего давления и не нагружена нагрузкой, отношение (D/TW) между величиной D кривизны профиля и шириной TW контакта протектора с грунтом составляет от 0,04 до 0,05, и
ширина TW контакта протектора с грунтом представляет собой аксиальное расстояние между указанными краями контакта протектора с грунтом, а величина D кривизны профиля представляет собой радиальное расстояние от края контакта протектора с грунтом до экватора шины.
10. Пневматическая шина по любому из пп.1-9, в которой объемная доля Rc канавок относительно указанного ребра короны и объемная доля Rm канавок относительно указанного среднего ребра составляет от 5 до 30%, а объемная доля Rs канавок относительно указанного плечевого ребра составляет от 7 до 35%.
