Пневматическая шина

Пневматическая шина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к пневматической шине (покрышке) с множественными блоками, имеющей прорези, сформированные в протекторе.

Всасывание воды, образующейся на льду, через прорези, выполненные в протекторе шин, осуществлялось и ранее для того, чтобы повысить тормозную характеристику на льду. Однако, поскольку ранее количество воды, которое могло быть поглощено прорезями, не было большим, то было трудно обеспечить достаточный канал для выпускаемой воды, особенно при температурах, при которых вода быстро образуется на покрытой льдом поверхности. Следовательно, имели место случаи, когда возникало состояние, при котором протектор ехал по пленке воды, и было трудно получить достаточный эффект всасывания воды прорезями.

В качестве мер противодействия вышеуказанному, рассматривались конструкции прорези, раскрытые в документах JP-A №2005-505456 и JP-A №8-175115. Кроме того, в документе WO 2006013694 раскрыта так называемая снабженная "клыками" прорезь, с выступами, образованными на внутренних стенках прорези, не дающими прорези принять схлопнувшееся состояние и обеспечивающими канал выпуска воды.

Однако создание пневматической шины, в которой можно получить еще больший эффект всасывания воды, чем эффект, описанный в вышеуказанных документах, дополнительно повысило бы тормозную характеристику на льду, и является желательным.

Следует учесть, что возникает проблема, когда объем прорези согласно документам JP-A №2005-505456 и JP-A №8-175115 делают слишком большим для того, чтобы попытаться увеличить количество всасываемой воды, жесткость блока уменьшается и способность всасывать воду уменьшается.

Настоящее изобретение сделано с учетом вышеупомянутых обстоятельств, и его задача заключается в том, чтобы предложить пневматическую шину с повышенной тормозной характеристикой на льду благодаря дополнительному увеличению количества воды, которое может быть всосано в прорези.

Авторы настоящего изобретения предприняли обширные исследования по повышению скорости всасывания воды прорезями. Внимание было сфокусировано на сопротивлении жидкостного трения воды при всасывании воды в прорези.

Как показано на фиг.12, кривая Q построена как распределение скоростей жидкости между двумя плоскими параллельными пластинами в случае, когда поверхности плоских пластин представляют собой гладкие плоские поверхности, а кривая P построена для случая, когда поверхности плоских пластин представляют собой водоотталкивающие поверхности с имеющейся на ней тонкой структурой. Это, следовательно, применимо к характеристикам профиля поверхности лицевой стороны стенки прорези из каучука, имеющего водоотталкивающие свойства, и жидкостное трение в области ламинарного потока снижается.

Авторы настоящего изобретения рассмотрели использование вышесказанного и после большого количества экспериментов и дополнительных исследований создали настоящее изобретение.

Изобретение по п.1 формулы описывает протектор, содержащий множество блоков, разделенных канавками, направленными по окружности, и поперечными канавками; по меньшей мере, одну прорезь, выполненную в блоке; выступ, выполненный в, по меньшей мере, одном месте на лицевой поверхности стенки прорези, выступающий на высоту, которая составляет половину ширины прорези или больше; и тонкую структуру, сформированную на, по меньшей мере, одном участке лицевой поверхности стенки прорези с высотой основного элемента в диапазоне от 1/50 ширины прорези до менее чем 1/10 ширины прорези.

Основной элемент означает здесь элемент геометрического декоративного рисунка с регулярными повторениями или их сочетание.

Высота тонкой структуры представляет собой высоту в диапазоне от 1/50 ширины прорези до менее чем 1/10 ширины прорези. Когда она меньше чем 1/50 этой ширины, то достаточное снижение сопротивления жидкостного трения не может быть достигнуто. Когда оно составляет 1/10 этой ширины или больше, то оно фактически становится препятствием для потока воды в прорези.

Более предпочтительно, чтобы высота тонкой структуры представляла собой высоту, задаваемую как высоту основного элемента в диапазоне от 1/40 до 3/40 ширины прорези, а еще более предпочтительно - высоту, задаваемую как высоту основного элемента в диапазоне от 1/20 до 1/16 ширины прорези.

В изобретении по пункту 1 формулы, поскольку на лицевой поверхности стенки прорези сформирована вышеупомянутая тонкая структура, то коэффициент жидкостного трения воды о лицевую поверхность стенки прорези снижается до уровня, более низкого, чем имеет место в традиционном случае. Таким образом, когда стоящая на льду вода (или тому подобное) течет по лицевой поверхности стенки прорези, она легко всасывается в прорезь. Следовательно, благодаря увеличению количества воды, которое может всасываться в прорези, а именно количества стоящей на льду воды (или тому подобного), которое может быть удалено, тормозная характеристика (фрикционные свойства) могут быть дополнительно повышены.

Следует отметить, что хотя направление, в котором простираются прорези, часто является направлением ширины шины, вышеупомянутый эффект заметен даже для направлений, отличных от этого. Например, прорези могут также простираться вдоль направления окружности шины.

В дополнение к этому, вышеупомянутый эффект можно наблюдать даже при формировании вышеупомянутой тонкой структуры только на одной из лицевых поверхностей стенок прорезей, однако, при формировании тонкой структуры на обеих лицевых поверхностях стенок прорезей, вышеупомянутый эффект можно наблюдать в более значительной степени.

Предпочтительным является то, что выступ выполнен непрерывным по отношению к дну канавки прорези и простирается в прорезь.

Поскольку предотвращается взаимный поверхностный контакт лицевых поверхностей стенок прорезей друг с другом, то может быть обеспечен объем прорези. В дополнение к этому, предотвращается наклон блоков даже притом, что в них сформированы прорези.

Выступы также формируются непрерывными по отношению к дну канавки прорези. Благодаря этому во время вращательного движения шины можно за счет этих выступов избежать взаимного контакта лицевых поверхностей стенок прорезей. Следовательно, в прорезях не только может быть обеспечен объем для отводимой воды, но также может быть обеспечен и проток внутрь прорези, и тормозная характеристика на льду еще более повышается.

Предпочтительным является то, что выступ выполнен непрерывным по отношению к обеим лицевым поверхностям стенок прорези.

Предпочтительным является то, что выступ образует стоячий выступ в форме бруска, простирающийся в наружную сторону радиального направления шины, и полость, сформированную по обеим сторонам от выступа в направлении ширины прорези.

Таким образом, благодаря стоячему выступу избегают взаимного контакта лицевых поверхностей стенок прорезей друг с другом. В дополнение к этому, благодаря стоячему выступу предотвращается наклон блоков, даже притом, что в них сформированы прорези.

Предпочтительным является то, что высота стоячего выступа от дна канавки прорези находится в диапазоне от 30 до 90% глубины прорезей.

Когда эта высота меньше чем 30%, объем для отводимой воды не может быть обеспечен в достаточной мере, поскольку трудно в достаточной мере избежать взаимного контакта лицевых поверхностей стенок прорезей друг с другом. Однако, если эта высота большее чем 90%, то это затрудняет течение, и, таким образом, способность по отводу воды уменьшается.

Следует учесть, что для того, чтобы лучше продемонстрировать вышеупомянутый эффект, предпочтительно, чтобы высота стоячего выступа от дна канавки прорези находилась в диапазоне от 40 до 80% глубины прорезей.

Предпочтительным является то, что оба конца прорезей открыты в направленные по окружности канавки или в поперечные канавки.

Любой воздух внутри прорезей, который сопровождал всасывание воды, выводится из обоих концов прорезей к направленным по окружности канавкам. А именно, поскольку для всасывания в прорезь нет никакой необходимости преодолевать давление воздуха в прорези, то количество всасываемой воды и скорость, с которой вода всасывается, могут быть сделаны более высокими по сравнению с закрытыми прорезями, в которых оба конца прорези не открыты в направленные по окружности канавки.

Предпочтительным является наличие тонкой структуры, имеющей форму сетки. Благодаря этому при простой структуре становится возможным снижение сопротивления жидкостного трения.

Ширина прорези предпочтительно составляет от 0,3 мм до 0,8 мм.

Это объясняется тем, что создание прорезей с шириной прорези, которая меньше чем 0,3 мм, является трудным, а когда ширина прорези больше чем 0,8 мм, то имеет место большая величина наклона блоков, что легко приводит к уменьшению контактной поверхности с дорожной поверхностью.

Предпочтительно, что, по меньшей мере, одна из прорезей является трехмерной прорезью, которая простирается и изменяет свою форму по обоим направлениям: направлению глубины прорези и направлению длины прорези в поверхности протектора.

Благодаря этому может быть продемонстрировано сочетание с эффектом, обусловленным обеспечением трехмерной прорези.

Трехмерная прорезь зигзагообразной формы простирается в направлении ширины шины, направлении окружности шины и радиальном направлении шины.

Благодаря этому эффект, обусловленный наличием тонкой структуры, может быть продемонстрирован с трехмерной прорезью простой структуры.

Предпочтительно высота стоячего выступа от дна канавки прорези находится в диапазоне от 50 до 90% глубины прорези.

Таким образом, глубина участка трехмерной прорези может быть выполнена достаточно неглубокой для того, чтобы в достаточной мере повысить жесткость блока, притом, что также в достаточной мере выполняется функциональное назначение трехмерной прорези, и начальная тормозная характеристика на снегу может быть в достаточной мере повышена.

Согласно настоящему изобретению благодаря дальнейшему увеличению количества воды, которое может быть всосано в прорези, можно изготовить пневматическую шину с повышенной тормозной характеристикой на льду.

Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - выполненное в радиальном направлении поперечное сечение пневматической шины согласно одному варианту выполнения изобретения;

фиг.2 - схема, показывающая на виде сверху расположение блоков на протекторе пневматической шины;

фиг.3 - вид в перспективе блока, формирующего протектор пневматической шины (при этом блок находится в положении, расположенном на верхней стороне шины);

фиг.4 - вид спереди тонкой структуры пневматической шины;

фиг.5 - вид сбоку, показывающий строение прорези в пневматической шине;

фиг.6 - увеличенное схематичное изображение участка по фиг.4;

фиг.7 - схема, показывающая высоту основного элемента тонкой структуры на поперечном сечении, если смотреть по стрелкам 7-7, показанным на фиг.6;

фиг.8 - местное сечение боковой поверхности, показывающее пневматическую шину выполнения при качении по покрытой льдом дорожной поверхности;

фиг.9 - вид сбоку, показывающий строение прорези в отдельном модифицированном примере пневматической шины;

фиг.10 - вид сбоку, показывающий строение прорези в другом отдельном модифицированном примере пневматической шины;

фиг.11 - график, показывающий зависимость между высотой основного элемента тонкой структуры по отношению к ширине прорези и коэффициентом жидкостного трения воды относительно лицевой поверхности стенки прорези в тестовом примере 2;

фиг.12 - вид сбоку, показывающий распределение скоростей жидкости между двумя плоскими параллельными пластинами;

фиг.13 - вид в перспективе блока, формирующего протектор традиционной пневматической шины (при этом блок находится на верхней стороне шины);

фиг.14 - местное сечение боковой поверхности, показывающее традиционную пневматическую шину в движении качения по покрытой льдом дорожной поверхности;

фиг.15 - выполненное в радиальном направлении поперечное сечение пневматической шины согласно второму предпочтительному варианту выполнения изобретения;

фиг.16 - схема, показывающая на виде сверху расположение блоков на протекторе пневматической шины согласно второму предпочтительному варианту выполнения изобретения;

фиг.17 - вид в перспективе блока, формирующего протектор пневматической шины согласно второму предпочтительному варианту выполнения изобретения (при этом блок находится на верхней стороне шины);

фиг.18 - схема тонкой структуры, формирующей лицевую поверхность стенки прорези в пневматической шине согласно второму предпочтительному варианту выполнения изобретения;

фиг.19 - увеличенное схематичное изображение участка по фиг.18;

фиг.20 - схема, показывающая высоту основного элемента тонкой структуры на поперечном сечении, если смотреть по стрелкам 20 - 20, показанным на фиг.19;

фиг.21 - схематичное местное сечение боковой поверхности, показывающее пневматическую шину согласно второму предпочтительному варианту выполнения изобретения в движении качения по покрытой льдом дорожной поверхности;

фиг.22 - вид сверху, показывающий протектор пневматической шины согласно третьему предпочтительному варианту выполнения изобретения;

фиг.23 - увеличенное схематичное изображение трехмерных прорезей пневматической шины согласно третьему предпочтительному варианту выполнения изобретения;

фиг.24 - вид в перспективе блока, формирующего протектор пневматической шины, согласно третьему предпочтительному варианту выполнения изобретения (при этом блок находится на верхней стороне шины);

фиг.25 - вид в перспективе модифицированного примера блока, формирующего протектор пневматической шины, согласно третьему предпочтительному варианту выполнения изобретения (при этом блок расположен на верхней стороне шины);

фиг.26 - вид в перспективе блока, формирующего протектор традиционной пневматической шины (при этом блок расположен на верхней стороне шины);

фиг.27 - местное сечение боковой поверхности, показывающее традиционную пневматическую шину в движении качения по покрытой льдом дорожной поверхности.

Далее в качестве примера представлены варианты выполнения настоящего изобретения.

Первый приводимый в качестве примера вариант выполнения изобретения

Как показано на фиг.1, пневматическая шина 10 снабжена каркасом 12, сформированным из единственного слоя или из множественных слоев, завернутым вокруг сердечников 11 бортов шины с каждого ее края.

Внутри шины в радиальном направлении шины снаружи верхнего участка 12C каркаса 12 заглублен ленточный слой 14, этот ленточный слой 14 сформирован множественными перекрывающимися пластами (например, двумя пластами) слоя ленты.

Протектор 16 сформирован в радиальном направлении шины снаружи ленточного слоя 14, и в протекторе 16 расположены канавки. Протектор 16, как это показано на фиг.2, имеет множественные канавки, направленные по окружности (основные канавки) 22, сформированные таким образом, что проходят в направлении (U) по окружности шины в плоскости (CL) экватора шины и по обеим сторонам от нее. В протекторе 16 также сформированы множественные поперечные канавки 24, пересекающиеся с направлением (U) по окружности шины. В данном варианте выполнения изобретения поперечные канавки 24 сформированы таким образом, что проходят в направлении (V) ширины шины. Участки на каждом из двух концов поперечных канавок 24 либо сообщаются с направленными по окружности канавками 22, либо их концы простираются за края протектора (T) вовне в направлении ширины шины таким образом, чтобы быть в состоянии выпускать из него воду.

Приводимая здесь ссылка на края протектора относится к внешним краям участка контакта с дорогой в направлении ширины шины, когда пневматическая шина установлена на стандартный обод, как это определено в JATMA YEAR BOOK (Ежегоднике JATMA, выпуск 2006 г., стандарты японской Ассоциации изготовителей автомобильных шин), накачана до давления (максимального давления), соответствующего 100% максимальной нагрузки (нагрузки, показанной жирным шрифтом в таблице соответствия "внутреннее давление - нагружающая сила") для соответствующего приводимого в JATMA YEAR BOOK отношения размер/норма слойности, когда к шине прилагается максимальная нагрузка. Следует учесть, что если в месте использования или месте изготовления используются стандарты TRA или стандарты ETRTO, то ссылка делается на эти соответствующие стандарты.

В протекторе 16 направленные по окружности канавки 22 и поперечные канавки 24 формируют большое количество блоков 26, как это показано на фиг.2.

Как показано на фиг.2 и 3, каждый из блоков 26 сформирован с прорезью 28, проходящей вдоль направления поперечных канавок 24. Прорези 28 являются так называемыми "открытыми прорезями", при этом оба конца каждой из прорезей 28 открываются в направленные по окружности канавки 22 (и сообщаются с ними) на стенках с обеих сторон блока. В данном приводимом в качестве примера варианте реализации изобретения для каждого из блоков 26 сформирована одна из прорезей 28. В данном приводимом в качестве примера варианте реализации изобретения прорези 28 сформированы таким образом, что проходят вдоль направления (V) ширины шины.

Как показано на фиг.3-7, на обеих лицевых поверхностях стенок прорези 28 сформирована тонкая структура 32. В данном, приводимом в качестве примера варианте выполнения изобретения эта тонкая структура 32 имеет форму сетки и сформирована как единое целое с блоком 26.

Как показано на фиг.4 и 5, на лицевой поверхности (J1) одной стенки прорези 28 сформированы выступы 36 высотой GT, которая составляет половину ширины (GS) прорези или больше. Выступы 36 сформированы таким образом, что обращены к лицевой поверхности (J2) противоположной стенки.

Как показано на фиг.7, высота (F) основного элемента (основная высота) тонкой структуры 32 представляет собой высоту в диапазоне от 1/50 ширины прорези до менее чем 1/10 ширины прорези.

Следует учесть, что высота тонкой структуры 32 представляет собой в более предпочтительном варианте высоту, задаваемую как высота основного элемента в диапазоне от 1/40 до 3/40 ширины прорези, а в еще более предпочтительном варианте - высоту, задаваемую как высота основного элемента в диапазоне от 1/20 до 1/16 ширины прорези.

Для формирования тонкой структуры 32 на лицевых поверхностях стенок прорезей 28 эти тонкие структуры 32 могут быть с легкостью сформированы путем создания профиля поверхности ножей вулканизационной формы для формирования прорезей 28 с профилем, соответствующим тонким структурам 32.

Далее поясняется функционирование и эффект от пневматической шины 10 согласно данному варианту выполнения изобретения, когда она установлена на транспортном средстве и эксплуатируется на покрытой льдом дорожной поверхности.

Как показано на фиг.8, блоки 26 (от 26A до 26D) входят в контакт с покрытой льдом дорожной поверхностью (S), и, когда блоки 26 перемещаются от стороны (I) вдавливания протектора в шину до стороны (K) расправляющейся шины, на покрытой льдом дорожной поверхности образуется водяная пленка (W).

Поскольку на лицевых поверхностях стенок прорезей 28 сформированы вышеупомянутые тонкие структуры 32, сопротивление жидкостного трения воды на поверхности этих тонких структур 32 является низким по сравнению со случаями, в которых тонкие структуры 32 не сформированы. Следовательно, вода, образующая водяную пленку (W), легко всасывается в прорези 28, она всасывается в прорези 28 с более высокой скоростью всасывания воды, чем это происходит в традиционном случае, и количество воды, которую всасывают прорези 28, больше, чем это происходит в традиционном случае. Следовательно, когда на стороне (K) расправляющейся шины на покрытой льдом дорожной поверхности (S) образуется водяная пленка (W), большое количество этой водяной пленки (W) быстро всасывается в прорези 28 и удаляется от покрытой льдом дорожной поверхности (S). Таким образом, на стороне (K) расправляющейся шины сила трения между блоками 26 и покрытой льдом дорожной поверхностью (S) повышается, подавляя проскальзывание блоков 26 относительно дорожной поверхности и повышая тормозную характеристику (фрикционные характеристики). Этот результат, как замечено, является особенно значительным при температурах вблизи от 0°C, при которых имеется большое количество образуемой воды.

Как было разъяснено выше, в данном приводимом в качестве примера варианте выполнения изобретения сопротивление жидкостного трения лицевых поверхностей стенок прорези снижается благодаря формированию тонких структур 32 на лицевых поверхностях стенок прорезей, которые демонстрируют свойства по отводу воды. Благодаря этому свойства по всасыванию воды могут быть повышены в более сильной степени, чем это имеет место в традиционном случае, и тормозная характеристика на льду может быть повышена в более сильной степени, чем это имеет место в традиционном случае.

Тонкие структуры 32 также являются открытыми прорезями, при этом оба конца прорезей 28 открыты в направленные по окружности канавки 22. Следовательно, воздух внутри прорезей 28, который сопровождал всасывание воды, выводится из обоих концов прорезей 28 к направленным по окружности канавкам 22. Следовательно, количество всасываемой воды и скорость всасывания воды могут быть сделаны более высокими по сравнению с закрытыми прорезями, прорезями, у которых оба конца не открыты в направленные по окружности канавки 22.

Лицевая поверхность (J1) стенки прорези 28 сформирована также с выступами 36, имеющими высоту (GT), которая составляет половину ширины (GS) прорези или больше. Таким образом, во время вращательного движения шины, даже если лицевые поверхности (J1), (J2) стенок, формирующие прорези 28, сближаются друг с другом, то, благодаря выступам, можно в достаточной мере воспрепятствовать вхождению лицевых поверхностей (J1), (J2) стенок в контакт друг с другом. Следовательно, наряду с возможностью обеспечения объема для отвода воды в прорезях 28 обеспечивается проток внутрь прорезей 28, и тормозная характеристика на льду еще более повышается.

Поскольку выступы 36 сформированы обращенными к лицевой поверхности (J2) противоположной стенки (другими словами, сформированы в форме "клыков"), то можно в еще большей степени воспрепятствовать взаимному контакту лицевых поверхностей (J1), (J2) стенок друг с другом.

Как показано на фиг.9, когда в позициях, обращенных к этим выступам 36, сформированы противоположные им выступы 38, то этот эффект может быть усилен.

Кроме того, как показано на фиг.10, в позициях, взаимно обращенных друг к другу, могут быть сформированы множественные наборы выступов 40, 42. В таких случаях может быть создана конструкция, в которой высота выступов 40, 42 отличается для каждой позиции в направлении глубины прорези (например, конструкция, в которой высота выступов 40, 42 сделана тем выше, чем глубже находится позиция внутри прорези).

Тестовый пример 1

Для того чтобы подтвердить эффект от данного приводимого в качестве примера варианта выполнения изобретения, были подготовлены два примера пневматических шин (именуемых ниже как шины примеров 1 и 2), три примера пневматических шин для сравнения (именуемых ниже как шины сравнительных примеров с 1 по 3) и один пример традиционной пневматической шины (см. фиг.13 и 14, именуемой ниже как традиционный пример 1), провели тесты тормозной характеристики на покрытой льдом дороге и оценили тормозную характеристику. Шина традиционного примера 1 представляет собой шину, на которой не сформированы тонкие структуры 32 на лицевых поверхностях стенок прорезей 28 в шине тестового примера 1 на блоках 86, сформированных в протекторе. Условия шины для каждой из шин таковы, как показано в таблице 1. Следует учесть, что выступы, рассмотренные в первом приводимом в качестве примера варианте реализации изобретения, сформированы на лицевых поверхностях стенок прорезей у всех шин за исключением шины традиционного примера 1.

Таблица 1
Шина	Шина традиционного примера 1	Шина сравнительного примера 1 (высота (F) основного элемента тонкой структуры 4 микрометра)	Шина примера 1 (высота (F) основного элемента тонкой структуры 8 микрометров)	Шина примера 2 (высота (F) основного элемента тонкой структуры 20 микрометров)	Шина сравнительного примера 2 (высота (F) основного элемента тонкой структуры 40 микрометров)	Шина сравнительного примера 3 (высота (F) основного элемента тонкой структуры 60 микрометров)
Оценочный индекс	100	100	102	108	100	98

Что касается размеров блоков, то для шины примера 1, которая показана на фиг.3, он имеет длину (L) в направлении окружности шины, составляющую 25 мм, длину (М) в направление ширины шины, составляющую 20 мм, и глубину (Н) в радиальном направлении шины (высоту блока), составляющую 10 мм. Что касается размеров блоков у шин примеров 2, шин сравнительных примеров с 1 по 3 и шин традиционного примера 1, то все эти шины также имели те же самые размеры блоков (значения L, М, Н), что и размеры шины примера 1.

Как показано на фиг.3, что касается глубины (h) прорези, то она была задана как 6 мм, одинаковой для всех шин примеров 1 и 2, шин сравнительных примеров с 1 по 3 и шины традиционного примера 1 (смотри фиг.13). Что касается ширины (t) прорези, то она была задана как 0,4 мм, одинаковой для всех шин примеров 1 и 2, шин сравнительных примеров с 1 по 3 и шины традиционного примера 1. Что касается длины (d) прорези, то она было задана равной длине (М) блоков в направлении ширины шины, одинаковой для всех шин примеров 1 и 2, шин сравнительных примеров с 1 по 3 и шины традиционного примера 1.

В данных тестовых примерах все шины имели размер шины, составляющий 195/65R15, были установлены на стандартный обод при внутреннем давлении 200 кПа, и тесты были выполнены при фактической эксплуатации при установке на транспортное средство и в состоянии нагружения нормальной нагрузкой. Ссылка на "стандартный обод" относится здесь к стандартному ободу соответствующего размера, как это определено, например, в выпуске 2006 г. ежегодника, публикуемого JATMA (японской Ассоциацией изготовителей автомобильных шин), и "нормальная нагрузка", аналогичным образом, относится к максимальной нагрузке для соответствующего отношения размер/норма слойности, которое определено в ежегоднике, опубликованном JATMA в 2006 г.

В данных тестовых примерах измерялся тормозной путь при полным торможении, применяемом от начальной скорости 40 км/ч до состояния покоя, со средним замедлением, рассчитываемым исходя из начальной скорости и тормозного пути. Были рассчитаны оценочные индексы, дающие относительную оценку шин примеров 1 и 2, и шин сравнительных примеров с 1 по 3 в виде индекса, основанного на среднем замедлении шины традиционного примера 1, имеющего значение индекса, составляющее 100. Результаты оценки показаны совместно в таблице 1.

Чем больше оценочный индекс в результатах оценки, приведенных в таблице 1, тем выше тормозная характеристика на льду, а именно: он показывает более короткий тормозной путь и более высокую тормозную характеристику. Как можно видеть из таблицы 1, шины примеров 1 и 2 имеют более высокие оценочные индексы и повышенную тормозную характеристику на льду по сравнению с шиной традиционного примера 1.

Следовательно, поскольку в случае шины традиционного примера 1, которая показана на фиг.14, количество воды, которое могут всасывать прорези 88, является малым, то водяная пленка (W) на стороне (К) расправляющейся шины между блоками 86 (от 86A до 86D) и покрытой льдом дорожной поверхностью (S) не могла быть в достаточной мере удалена, однако, можно сделать вывод, что шины примеров 1 и 2 могут удалять больше водяной пленки (W) по сравнению с шиной традиционного примера 1.

Затем, исходя из таблицы 1, был сделан результирующий вывод о том, что предпочтительно, чтобы отношение высоты основного элемента тонкой структуры к ширине прорези находилось в диапазоне от 1/50 ширины прорези до меньше чем 1/10 ширины прорези.

Кроме того, в данных тестовых примерах, когда тесты выполнялись с шинами, в которых высота (F) основного элемента тонкой структуры была изменена на 10 микрометров по сравнению с этой высотой в шинах примеров 1 и 2, оценочный индекс составлял 104. Кроме того, когда тесты выполнялись с шинами, в которых высота (F) основного элемента тонкой структуры была изменена на 30 микрометров по сравнению с этой высотой в шинах примеров 1 и 2, оценочный индекс составлял 105. Следовательно, результат заключается в том, что более предпочтительно, чтобы отношение высоты основного элемента тонкой структуры к ширине прорези находилось в диапазоне от 1/40 до 3/40.

Кроме того, в данных тестовых примерах шина примера 2 имела самый высокий оценочный индекс, и был сделан вывод о том, что наиболее эффективно, когда высота основного элемента тонкой структуры 32 составляет приблизительно 1/20 ширины прорези. Кроме того, из данных тестовых примеров был сделан вывод о том, что также предпочтительно, чтобы высота основного элемента тонкой структуры 32 составляла от 1/20 до 1/16 ширины прорези.

Однако для шины сравнительного примера 1 оценочный индекс является таким же, как оценочный индекс для шины традиционного примера 1, и делается вывод, что высота основного элемента тонкой структуры 32 по отношению к ширине прорези не достаточна. Шина сравнительного примера 3 также имеет более низкий оценочный индекс, чем оценочный индекс для шины традиционного примера 1, делается вывод, что высота основного элемента тонкой структуры 32 по отношению к ширине прорези слишком велика, и это фактически затрудняет течение воды в прорезь.

Тестовый пример 2

Благодаря таким тестам, как приводимый ниже, была выведена зависимость между отношением высоты основного элемента тонкой структуры к ширине прорези и коэффициентом (р) жидкостного трения воды о лицевые поверхности стенок прорези.

Сначала были сконструированы трубки, изготавливаемые из каучука и имеющие проток в форме щели с тонкой структурой 32, сформированной по всей поверхности лицевых поверхностей внутренних стенок трубок. Когда это было сделано, было изготовлено множество трубок, при этом высота (F) основного элемента тонкой структуры 32 варьировалась как параметр. Размеры поперечного сечения протока этих трубок были сделаны одинаковыми с размерами описанного отверстия прорезей 28 в тестовом примере 1.

В данном тестовом примере в качестве примыкающих секций до и после вышеупомянутых трубок была присоединена обыкновенная трубка, имеющая ту же самую форму поперечного сечения протока, что и вышеупомянутые трубки, и на которой не была сформирована никакая тонкая структура, и воду заставляли протекать через нее при постоянном давлении. Коэффициент (µ) жидкостного трения воды на внутренней стенке был выведен для каждой из трубок с варьируемым параметром высоты (F) основного элемента тонкой структуры 32.

Результаты теста показаны на фиг.11. Как можно видеть из фиг.11, коэффициент (µ) жидкостного трения быстро уменьшается в диапазоне от 1/50 ширины прорези до менее чем 1/10 ширины прорези для отношения высоты (F) основного элемента тонкой структуры 32 к ширине протока, по сравнению с другими смежными диапазонами. Следовательно, полученный результат заключается в том, что предпочтительно, чтобы отношение высоты основного элемента тонкой структуры к ширине прорези находилось в диапазоне от 1/50 ширины прорези до менее чем 1/10 ширины прорези.

Второй приводимый в качестве примера вариант выполнения изобретения

Как показано на фиг.15, пневматическая шина 110 снабжена каркасом 112, сформированным из единственного слоя или из множественных слоев, завернутым вокруг сердечников 111 бортов шины с каждого ее края.

Внутри шины в радиальном направлении шины снаружи верхнего участка 112С каркаса 112 заглублен ленточный слой 114, этот ленточный слой 114 сформирован множественными перекрывающимися пластами (например, двумя пластами) слоя ленты.

Протектор 116 сформирован в радиальном направлении шины снаружи ленточного слоя 114, и в протекторе 116 расположены канавки. Протектор 116, как это показано на фиг.2, имеет множественные канавки, направленные по окружности, (основные канавки) 122, сформированные таким образом, что проходят в направлении (U) по окружности шины в плоскости (CL) экватора шины и по обеим сторонам от нее. В протекторе 116 также сформированы множественные поперечные канавки 124, пересекающиеся с направлением (U) по окружности шины. В данном приводимом в качестве примера варианте выполнения изобретения поперечные канавки 124 сформированы таким образом, что проходят в направлении (V) ширины шины. Участки на каждом из двух концов поперечных канавок 124 либо сообщаются с направленными по окружности канавками 122, либо их концы простираются за края протектора (Т) вовне в направлении ширины шины таким образом, чтобы быть в состоянии выпускать из него воду.

В протекторе 116 направленные по окружности канавки 122 и поперечные канавки 124 формируют большое количество блоков 126, как это показано на фиг.16.

Как показано на фиг.16 и 17, каждый из блоков 126 сформирован с прорезью 128, проходящей вдоль направления поперечных канавок 124. Прорези 128 являются так называемыми "открытыми прорезями", при этом оба конца каждой из прорезей 128 открываются в направленные по окружности канавки 22 (и сообщаются с ними) на стенках с обеих сторон блока. В данном приводимом в качестве примера варианте реализации изобретения для каждого из блоков 126 сформирована одна из прорезей 128. В данном приводимом в качестве примера варианте выполнения изобретения прорези 128 сформированы таким образом, что проходят вдоль направления (V) ширины шины.

Как показано на фиг.17-20, на обеих лицевых поверхностях стенок прорези 128 сформирована тонкая структура 132. В данном приводимом в качестве примера варианте реализации изобретения эта тонкая структура 132 имеет форму сетки и выполнена как единое целое с блоком 126.

Как показано на фиг.7, высота (F) основного элемента (основная высота) тонкой структуры 132 представляет собой высоту в диапазоне от 1/50 ширины прорези до менее чем 1/10 ширины прорези.

Для формирования тонкой структуры 132 на лицевых поверхностях стенок прорезей 128 эти тонкие структуры 32 могут быть с легкостью сформированы путем создания профиля поверхности ножей вулканизационной формы для формирования прорезей 128 с профилем, соответствующим тонким структурам 132.

Как показано на фиг.17, в каждой из прорезей 128 сформированы стоячие выступы 140, соединенные с дном канавок прорезей. Стоячие выступы 140 имеют форму тонкого удлиненного бруска, простирающегося в наружную сторону радиального направления шины. Следовательно, получена конструкция, в которой во время вращательного движения шины можно благодаря стоячим выступам 140 избежать взаимного контакта лицевых поверхностей стенок прорези 128 друг с другом.

В данном приводимом в качестве примера варианте выполнения изобретения высота (G) стоячих выступов 140, измеряемая от дна канавки прорези, находится в пределах диапазона от 30 до 90% глубины (h) прорези. Множество стоячих выступов 140 также располагаются на, по существу, равном расстоянии друг от друга, и, в результате, по обеим сторонам от каждого из стоячих выступов 140 в направлении ширины прорези сформированы полости 129, при этом прорези 128 сформированы как полость, имеющая форму гребенки.

Верхняя лицевая поверхность (лицевая поверхность с наружной стороны радиального направления в шине) стоячего выступа 140 сформирована в виде плоской поверхности. В результате этого в прорезях 128 сформированы неглубокие участки 140S лицевой поверхности дна канавки и глубокие участки 129S лицевой поверхности дна канавки.

Отметим, что стоячие выступы 140 могут быть сформированы как единое целое с лицевой поверхностью стенки на одной стороне прорези.

Далее поясняется функционирование и эффект от пневматической шины 110 согласно данному приводимому в качестве примера варианту выполнения изобретения, когда она установлена на транспортном средстве и эксплуатируется на покрытой льдом дорожной поверхности.

Как показано на фиг.21, бл