Протектор шины, содержащий несколько слоев износа

Протектор шины, содержащий несколько слоев износа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение в целом относится к протекторам шин для использования в шинах, и в частности к протекторам шин, содержащим слои износа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Протекторы шины в целом проходят вокруг наружной окружности шины и действуют в качестве промежуточного звена между шиной и поверхностью, по которой она перемещается (т.е. рабочей поверхностью или поверхностью земли). Контакт между протектором шины и рабочей поверхностью происходит вдоль габаритной площади шины. Протекторы шин обеспечивают захват для сопротивления боковому уводу шины, который может возникать во время ускорения шины, торможения и/или перемещения в повороте при сухом и влажном состоянии рабочей поверхности. Протекторы шин также могут содержать элементы протектора, такие как ребра или выступы, и особенности протектора, такие как канавки и прорези, каждая из которых может способствовать обеспечению целевых рабочих характеристик шины, когда шина работает в конкретных условиях.

[0004] Одной общей проблемой, которая стоит перед изготовителями шин, является улучшение рабочих характеристик изношенных шин без ухудшения рабочих характеристик новой шины. Например, несмотря на то, что изменение особенностей протектора и/или увеличение поверхностной или объемной полости протектора может улучшать рабочие характеристики изношенных шин в условиях влажного дорожного покрытия, указанные изменения могут привести к увеличению количества поверхностных и/или объемных полостей в новой шине сверх достаточного предела. Увеличение полостей также может снизить жесткость протектора. Несмотря на то что изменение состава протектора может обеспечить улучшенные изношенные рабочие характеристики шины, оно также может привести к повышению скорости износа и/или сопротивления качению до нежелательных значений, ухудшающих рабочие характеристики шины.

[0005] Таким образом, имеется потребность в протекторе шины, который обеспечивает улучшенные рабочие характеристики изношенной шины, особенно во влажном или заснеженном состоянии дорожного покрытия без ухудшения рабочих характеристик новой шины.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] В конкретных вариантах реализации согласно настоящему изобретению описан многоярусный протектор шины, имеющий:

толщину, проходящую во внутреннем направлении в глубину от наружной взаимодействующей с землей стороны протектора, имеющей наружную контактную поверхность;

по меньшей мере два слоя износа, расположенные в толщине протектора на различных глубинах и содержащие наружный слой износа и по меньшей мере один внутренний слой износа, расположенные в толщине протектора под наружным слоем износа; и

по меньшей мере одну наружную канавку, расположенную в наружном слое износа являющуюся открытой с наружной взаимодействующей с землей стороны, когда протектор находится в неизношенном состоянии;

при этом указанный протектор имеет отношение объемной полости, равное примерно 0,25-0,40 в неизношенном состоянии и примерно 0,25-0,40 в изношенном состоянии, причем наружная взаимодействующая с землей сторона расположена вдоль одного из внутренних слоев износа в изношенном состоянии, кроме того, указанный протектор имеет отношение контактной поверхности, равное примерно 0,66-0,72 в неизношенном состоянии и примерно 0,56-0,66 в изношенном состоянии.

[0007] Согласно другому варианту реализации, многоярусный слой протектора содержит наружную взаимодействующую с землей сторону, имеющую наружную контактную поверхность;

толщину, проходящую во внутреннем направлении в глубину от наружной взаимодействующей с землей стороны протектора, содержащую слои износа, причем каждый из указанных слоев износа расположен на различной глубине от наружной взаимодействующей с землей стороны протектора;

по меньшей мере один промежуточный элемент, расположенный продольно вдоль длины протектора, ограниченный в поперечном направлении по меньшей мере одним плечевым элементом, причем каждый из указанных плечевых элементов расположен рядом с краем боковой стороны протектора и содержит углубленную полость, проходящую в целом в боковом направлении шины и расположенную в толщине протектора под наружной взаимодействующей с землей стороной; и

по меньшей мере одну продольную канавку, расположенную между плечевыми элементами и проходящую продольно вдоль длины протектора, причем указанная по меньшей мере одна продольная канавка имеет ширину, которая увеличивается при ее прохождении вглубь в толщину протектора в направлении от наружной взаимодействующей с землей стороны.

[0008] Вышеуказанные и другие задачи, особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после ознакомления с подробным описанием конкретных вариантов реализации настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых подобными ссылочными номерами обозначены подобные части настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0009] На Фиг.1 показан перспективный вид верхней части многоярусного протектора шины согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0010] На Фиг.2 показан вид верхней части многоярусного протектора шины, показанного на Фиг.1, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0011] На Фиг.3 показан разрез многоярусного протектора шины, показанного на Фиг.1, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0012] На Фиг.4 показан разрез многоярусного протектора шины по линии 4-4, показанной на Фиг.2, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0013] На Фиг.5 показан разрез многоярусного протектора шины по линии 5-5, показанной на Фиг.2, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0014] На Фиг.6 показан вид верхней части многоярусного протектора шины, показанного на Фиг.1, в изношенном ярусе согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0015] На Фиг.7 показан перспективный вид верхней части второго варианта реализации многоярусного протектора шины согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0016] На Фиг.8 показан вид верхней части многоярусного протектора шины, показанного на Фиг.7, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0017] На Фиг.9 показан разрез многоярусного протектора шины по линии 9-9, показанной на Фиг.8, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0018] На Фиг.10 показан перспективный вид вставки в пресс-форму, имеющей перевернутую Y-образную форму поперечного сечения, используемой для формирования полости, имеющей перевернутую Y-образную форму поперечного сечения и сопряженно отображающей форму указанной вставки в толщине протектора, как показано в многоярусном протекторе на Фиг.7, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0019] На Фиг.11 показан вид верхней части многоярусного протектора шины, показанного на Фиг.7, в изношенном ярусе согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0020] На Фиг.12 показан перспективный вид верхней части многоярусного протектора шины согласно другому варианту реализации настоящего изобретения.

[0021] На Фиг.13 показан вид верхней части многоярусного протектора шины, показанного на Фиг.12, в неизношенном ярусе согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0022] На Фиг.14 показан вид верхней части многоярусного протектора шины, показанного на Фиг.12, в изношенном ярусе согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0023] На Фиг.15 показана таблица, содержащая рабочие характеристики, полученные в результате различных испытаний, для сравнения шины, в которой использован многоярусный протектор, показанный на Фиг.1, с эталонной шиной.

[0024] На Фиг.16 показана таблица, содержащая рабочие характеристики, полученные в результате различных испытаний, для сравнения шины, в которой использован многоярусный протектор, показанный на Фиг.7, с эталонной шиной.

[0025] На Фиг.17 показана таблица, содержащая рабочие характеристики, полученные в результате различных испытаний, для сравнения шины, в которой использован многоярусный протектор, показанный на Фиг.12, с эталонной шиной.

[0026] На Фиг.18 представлена диаграмма, показывающая различные протекторы шин, имеющие конкретное отношение объемной полости в новом и изношенном состояниях, включая первую группу протекторов согласно конкретным вариантам реализации настоящего изобретения, имеющих отношение объемной полости 25-40% в новом состоянии и 25-40% в изношенном состоянии; вторую группу протекторов согласно конкретным вариантам реализации настоящего изобретения, имеющих отношение пустот 30-35% в новом состоянии и 30-35% в изношенном состоянии; и третью группу протекторов, имеющих традиционное отношение пустот 20-30% в новом состоянии и 10-20% в изношенном состоянии, причем износ протектора в изношенном состоянии составляет 1,6 мм. Первая группа ограничена прямоугольником А, вторая группа ограничена прямоугольником В, и третья группа ограничена прямоугольником С. Данные, соответствующие протектору, показанному на Фиг.1-5, на диаграмме обозначены как первый вариант E1 реализации; данные, соответствующие протектору, показанному на Фиг.6-9, 11, на диаграмме обозначены как второй вариант E2 реализации. Данные, соответствующие протектору, показанному на Фиг.12-14, на диаграмме обозначены как третий вариант E3 реализации. На диаграмме также показаны другие данные, соответствующие другим конструкциям протектора согласно настоящему изобретению, которые подобным образом представляют протекторы 1-3, показанные на Фиг.15-17.

[0027] На Фиг.19 представлена диаграмма, показывающая различные протекторы шин, имеющие конкретное отношение контактной поверхности ("CSR") в новом и изношенном состояниях, включая первую группу протекторов согласно конкретным вариантам реализации настоящего изобретения, имеющих CSR 66-72% в новом состоянии и 56-66% в изношенном состоянии, и вторую группу протекторов, имеющих традиционное отношение CSR 20-30% в новом состоянии и 10-20% в изношенном состоянии, причем износ протектора в изношенном состоянии составляет 1,6 мм. Первая группа на диаграмме ограничена прямоугольником А, и вторая группа ограничена прямоугольником В. Данные, соответствующие протектору, показанному на Фиг.1-5, на диаграмме обозначены как первый вариант E1 реализации; данные, соответствующие протектору, показанному на Фиг.6-9, 11, на диаграмме обозначены как второй вариант E2 реализации. Данные, соответствующие протектору, показанному на Фиг.12-14, на диаграмме обозначены как третий вариант E3 реализации. На диаграмме также показаны другие данные, соответствующие другим конструкциям протектора согласно настоящему изобретению, которые подобным образом представляют протекторы 1-3, показанные на Фиг.15-17.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0028] В целом известно, что при износе шины внешняя взаимодействующая с землей сторона протектора изнашивается в глубину или толщину протектора шины. Протекторы шин для поддерживания рабочих характеристик шины и управляемости транспортного средства на мокрой или покрытой снегом дороге или на бездорожье часто проектируют с добавлением дополнительных полостей в протекторе для улучшенного удаления или перенаправления воды, снега, или грязи из области, в которой шина входит в контакт с поверхностью земли (которая также может быть названа как "пятно контакта" или "отпечаток шины"). Однако при увеличении полостей жесткость протектора уменьшается. Это также может вызвать снижение других качественных параметров шины. Соответственно, согласно конкретным вариантам реализации настоящего изобретения протектор шины имеет множественные ярусы или слои изнашивания, в которых протектор в целом содержит полости, которые становятся доступными с внешней взаимодействующей с землей стороны протектора, при его изнашивании по существу без ухудшения некоторых качественных характеристик, присущих новым шинам. Иными словами, вместо некоторого ухудшения рабочих характеристик, присущих новым шинам, при увеличении полостей в изношенном протекторе шины, рабочие характеристики, присущие новой шине, могут быть сохранены или даже улучшены, и таким образом может быть обеспечено надлежащее рабочее состояние шины в течение всего срока ее службы.

[0029] Полости, расположенные в протекторе, могут быть определены или оценены количественно как поверхностные полости или объемные полости. Поверхностная полость в целом оценивается как количество пустой области, присутствующей вдоль внешней взаимодействующей с землей стороны шины. Фактически, количество поверхностной полости в пределах пятна контакта шины часто рассматривают и анализируют как пятно контакта, являющееся граничной поверхностью между шиной и рабочей или земляной поверхностью (т.е. поверхностью, с которой взаимодействует шина). В частности, поверхностная полость может быть определена количественно или оценена как отношение площади контактной поверхности, которая представляет собой площадь поверхности протектора, контактирующую с землей, т.е. ограниченную пределами периметра пятна контакта вдоль внешней взаимодействующей с землей стороны протектора, к полной площади, ограниченной периметром пятна контакта. Площадь пятна контакта, которая не содержит внешнюю поверхность протектора (т.е. контактную поверхность), считают поверхностной полостью. Если протектор шины доведен до полностью изношенного состояния, т.е. изношен до своего основания, при котором отсутствуют все полости протектора, отношение контактной поверхности приближается к единице. В целом, новый или неиспользованный протектор согласно настоящему изобретению, имеющий наружную взаимодействующую с землей сторону, расположенную вдоль первоначального слоя износа, характеризуется как имеющий отношение контактной поверхности примерно 0,66-0,72 (т.е. 66-72%), в то время как использованная или изношенная шина, имеющая наружную, взаимодействующую с землей сторону, расположенную вдоль последующего слоя износа, характеризуется как имеющая отношения контактной поверхности примерно 0,56-0,66 (т.е. 56-66%) или примерно 0,58-0,64 (т.е. 58-64%) согласно другим вариантам реализации. Согласно некоторым вариантам реализации последующий слой износа достигается, когда протектор изношен на толщину 1,6 мм. Указанные отношения контактной поверхности показаны на Фиг.19, на которой конкретные диапазоны для различных вариантов реализации настоящего изобретения показаны в прямоугольнике А для нового и изношенного состояний, в то время как традиционные диапазоны показаны в прямоугольнике B как для нового, так и для изношенного состояний, причем толщина протектора в изношенном состоянии составляет 1,6 мм. Согласно дополнительным вариантам реализации отношение контактной поверхности является примерно тем же, если наружная взаимодействующая с землей сторона протектора расположена на различных слоях износа, т.е. иными словами, отношения новой и изношенной контактной поверхности для протектора могут быть примерно равными. Первоначальный слой износа также может быть обозначен как первый или наружный слой износа. Любой последующий слой износа также может быть обозначен как внутренний слой износа, и может являться вторым, последним или промежуточным слоем износа.

[0030] Также может быть рассмотрено и проанализировано количество объемной полости в протекторе, поскольку указанная полость может быть подходящей для использования для захвата и отвода воды по каналу из пятна контакта на мокрой дороге. Объемная полость (или "пустой объем") в целом включает объем полости, содержащийся в пределах заданной части протектора. Отношение объемной полости определяется как объем полости, содержащейся в протекторе, деленный на полный объем протектора, который содержит как полный объем материала протектора, так и полный объем пустот, содержащихся в толщине протектора, проходящей от наружной стороны протектора в направлении к его внутренней стороне. Например, заданная часть может проходить: в глубину от наружной взаимодействующей с землей стороны до поверхности или плоскости, расположенной в основании самой глубокой канавки или полости протектора; поперечно между плоскостями, проходящими вертикально вдоль противоположных боковых краев стороны протектора; и продольно вдоль длины протектора (такой как длина, достаточная, для формирования кольца вокруг шины). При износе протектора шины полости сокращаются, и отношение объемной полости может приближаться к нулевому значению, если протектор доведен до полностью изношенного состояния (т.е. нулевая полость, разделенная на полный объем протектора). В целом, новый или неиспользованный протектор согласно настоящему изобретению, имеющий наружную взаимодействующую с землей сторону, расположенную вдоль первоначального слоя износа, характеризуется как имеющий отношение объемной полости примерно 0,25-0,40 (т.е. 25-40%), в то время как использованная или изношенная шина, имеющая наружную взаимодействующую с землей сторону, расположенную вдоль последующего слоя износа, характеризуется как имеющая отношение объемной полости примерно 0,25-0,40 (т.е. 25-40%). Согласно другому варианту реализации, протектор характеризуется как имеющий отношение объемной полости примерно 0,30-0,35 (т.е. 30-35%) как в использованном, так и в неиспользованном состояниях. Согласно конкретным вариантам реализации последующий слой износа достигает изношенного состояния, если протектор имеет износ толщиной 1,6 мм. Указанные отношения объема пустот показаны на Фиг.18, на которой более широкий диапазон ограничен прямоугольником A, и более узкий диапазон ограничен прямоугольником B, каждый из которых показан в соединении с традиционными диапазонами, идентифицированными прямоугольником C, в результате чего каждый такой традиционный диапазон имеет новое отношение пустот между 0,20 и 0,30 (т.е. 20 и 30%) в новом состоянии протектора и между 0,10 и 0,20 (т.е. 10 и 20%) в изношенном состоянии протектора. В изношенном состоянии протектор изношен до толщины 1,6 мм.

[0031] Как указано выше, увеличение полости протектора может уменьшить локальную и общую жесткость протектора. Например, продольная жесткость может влиять на рабочие характеристики шины, такие как ускорение и торможение, при которых изменение скорости вызывает упругие продольные деформации в протекторе шины. В качестве дополнительного примера боковая жесткость может влиять на характеристики управляемости, когда транспортное средство осуществляет поворот. Соответственно, при увеличении полости протектора может быть использовано средство для сохранения или увеличения жесткости протектора. Это может быть достигнуто не только в пределах всей шины, но также в пределах каждого яруса износа протектора. Таким образом, продольная и/или боковая жесткость может быть сохранена или увеличена для протектора в неиспользованном состоянии путем добавления дополнительных пустот в протекторе для увеличения полости в изношенном протекторе.

[0032] Продольная жесткость может быть определена или оценена количественно с использованием коэффициента продольной жесткости. Коэффициент продольной жесткости определяется вертикальной нагрузкой на шину и измеренным значением продольной силы (F_x), необходимой для смещения части протектора на одну единицу измерения (например, такую как 1 мм). Коэффициент продольной жесткости вычисляют делением продольной силы (F_x) на радиальную силу (т.е. вертикальную силу) (F_z), или: F_x/F_z. Это может быть выполнено вручную или посредством компьютерного моделирования, такого как анализ конечных элементов. Например, в приведенном ниже конкретном анализе конечных элементов, используемом для получения коэффициентов продольной жесткости, модель протектора, имеющую конкретную толщину, применяют к земляной поверхности, в результате чего протектор ограничен вдоль своей задней стороны (т.е. стороны, прикрепленной к каркасу шины) в продольном направлении (x) и боковом направлении (y). Затем нагрузку (Fz) при давлении 3 бара применяют к задней стороне, так что нагрузка действует в качестве сжимающей нагрузки, вынуждающей наружную сторону протектора к сближению с поверхностью земли. Выполняют смещение на 1 мм между поверхностью земли и шиной в продольном направлении, и измеряют силу (Fx) реакции протектора, действующую в продольном направлении. Затем получают коэффициент продольной жесткости, как описано выше. В целом, новый или неиспользованный протектор согласно настоящему изобретению, имеющий наружную взаимодействующую с землей сторону, расположенную вдоль первоначального слоя износа, характеризуется как имеющий коэффициент продольной жесткости примерно 0,39-0,55 (т.е. 39-55%), в то время как использованная или изношенная шина, имеющая наружную взаимодействующую с землей сторону, расположенную вдоль последующего слоя износа, характеризуется как имеющая коэффициент продольной жесткости примерно 1,43-1,75 (т.е. 143-175%). Согласно конкретным вариантам реализации последующий слой износа достигает изношенного состояния, если протектор изношен на толщину 1,6 мм.

[0033] Путем управления содержанием пустот и жесткостью скульптуры протектора может быть достигнут улучшенный баланс рабочих характеристик нового (т.е. неиспользованного) и изношенного протектора на заснеженной и мокрой дороге в течение всего срока службы шины. Иными словами, управление содержанием пустот и жесткостью скульптуры протектора согласно настоящему изобретению позволяет достичь улучшения рабочих характеристик изношенной шины в условиях воды и снега без ухудшения рабочих характеристик новой шины. Ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи описаны примеры протекторов шин, имеющих описанные выше отношения контактной поверхности, отношения объемной полости и отношения продольной жесткости.

[0034] Согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения конкретные особенности протектора погружены (т.е. скрыты, расположены или содержатся) в глубине протектора и таким образом формируют протектор шины, имеющий по меньшей мере два слоя износа. Первоначальный слой износа содержит наружную поверхность протектора новой шины, в то время как особенности протектора, связанные по меньшей мере с одним погруженным слоем износа, становятся открытыми после изнашивания желательного количества протектора шины. Для обеспечения улучшенных рабочих характеристик изношенной шины в условиях воды и снега скрытый слой протектора может содержать по меньшей мере одну из особенностей, таких как дополнительные прорези и/или дополнительные боковые канавки, выполненные в плече. Другие особенности, которые могут относиться ко всем слоям износа, представляют собой продольные канавки, имеющие отрицательный угол сходимости (т.е. канавки, имеющие ширину, которая увеличивается в направлении прохождения указанной канавки в глубину протектора от наружной взаимодействующей с землей стороны). Для восстановления, сохранения или даже увеличения жесткости протектора могут использоваться волнообразные или взаимосвязанные прорези, выполненные в области плеча и/или вдоль большей части промежуточных ребер или элементов протектора шины. Ниже подробно описаны различные варианты реализации протекторов, в которых используются указанные выше и другие концепции.

[0035] На Фиг.1-2 показан первый конкретный вариант выполнения протектора шины, имеющего несколько слоев износа и особенности для улучшения рабочих характеристик для условий воды и снега новых и изношенных шин. Показанный на чертеже протектор 10 имеет пять (5) ребер, включая три (3) промежуточных ребра 22, поперечно ограниченных парой плечевых ребер 20, проходящих продольно вдоль протектора 10 (или по окружности вокруг шины) вместе с продольными канавками 24, расположенными между ними. Каждое плечевое ребро 20 содержит протекторные плечевые элементы 30, расположенные в продольном (или периферийном) массиве вдоль протектора 10. Каждое промежуточное ребро 22 содержит протекторные промежуточные элементы 40, также расположенные в продольном (или периферийном) массиве вдоль протектора 10. Продольная канавка 24 ограничивает каждое из промежуточных ребер 22 в поперечном направлении. Каждый из элементов 30 и 40 имеет верхнюю наружную протекторную поверхность (т.е. наружную взаимодействующую с землей контактную поверхность), каждая из которых может присутствовать в новом ярусе 31a, 41a протектора или в изношенном ярусе 31b, 41b протектора. Наружная поверхность протектора расположена вдоль наружной взаимодействующей с землей стороны протектора. Подразумевается, что плечевые и/или промежуточные элементы 30, 40 протектора могут быть расположены в продольном или периферийном массиве для формирования соответствующего плечевого или промежуточного ребра 20, 22 (как в целом показано на чертеже) или могут быть расположены иным образом, отличающимся от расположения в продольном или периферийном массиве.

[0036] Как показано на Фиг.1-2, каждое плечо содержит пару каплевидных прорезей 32. Каждая каплевидная прорезь 32 проходит от внутренней периферийной канавки 24 поперечно в наружном направлении к боковой части протектора на постоянной глубине. Одна из указанных двух каплевидных прорезей 32 проходит поперечно всю длину плечевого элемента 30, в то время как другая каплевидная прорезь проходит поперечно часть длины плечевого элемента и заканчивается в боковой водоотводной канавке 38. Каждый элемент 40 в любом промежуточном ребре 22 ограничен в продольном направлении частично углубленной канавкой 26. В основании каждой частично углубленной канавки 26 имеется поперечно и радиально волнообразная прорезь 28, проходящая вниз в глубину протектора. В настоящей заявке волнообразный означает проходящий по периодическому неплоскому пути, причем указанный нелинейный путь, например, может представлять собой криволинейный или зигзагообразный путь. Кроме того, поперечно волнообразный путь означает волнообразный путь, проходящий в целом в боковом направлении протектора или поперек ширины T_W протектора, а радиально волнообразный путь означает волнообразный путь, проходящий сквозь толщину T_T протектора. Каждый элемент 40 содержит пару прорезей 42. Прорези 42 проходят поперек ширины каждого элемента 40 по волнообразному пути, который в целом проходит под углом α относительно линии, перпендикулярной или нормальной относительно продольной канавки 24. В показанном на чертеже варианте реализации угол α примерно равен тридцати градусам (30°), тем не менее согласно другим вариантам реализации также могут использоваться другие углы. Пара прорезей 42 в целом расположена на некотором расстоянии друг от друга равномерно вдоль каждого элемента 40 в продольном направлении протектора 10. Толщина всех прорезей в протекторе 10 составляет примерно 0,4 мм, но согласно другим вариантам реализации может находиться в диапазоне толщин между 0,2 мм и 0,5 мм.

[0037] Как показано на Фиг.3, каждая из продольных канавок 24 содержит боковые стенки 25, имеющие отрицательный угол γ сходимости. Боковая стенка 25, имеющая "отрицательный угол сходимости", означает, что ширина канавки увеличивается с увеличением глубины рисунка протектора (т.е. при прохождении канавки глубже в толщину протектора относительно наружной взаимодействующей с землей стороны). Как показано на чертеже, ширина W_24T верхней части продольной канавки 24 вдоль поверхности нового протектора является более узкой по сравнению с шириной W_24B нижней части канавки. В показанном на чертеже варианте реализации отрицательный угол γ сходимости примерно равен одиннадцати градусам (11°), но согласно настоящему варианту реализации может составлять примерно десять-двенадцать градусов (10°-12°). Ширина W_24T верхней части канавки примерно равна 8,45 мм, но согласно настоящему варианту реализации может составлять 8-14 мм. Каждая канавка 24 проходит в протектор на глубину D₂₄, которая согласно настоящему варианту реализации также примерно является полной глубиной D_T рисунка протектора. Согласно настоящему варианту реализации продольная глубина D₂₄ канавки составляет примерно девять миллиметров (9 мм), но может составлять 6-10 мм. Однако согласно другим вариантам реализации могут быть использованы другие отрицательные углы γ сходимости, ширины W_24T, W_24B канавок и глубины D₂₄ канавок без дополнительных уточнений. Использованный в настоящей заявке термин "примерно полная глубина рисунка протектора" означает полную глубину D_T рисунка протектора с отклонением примерно 0,5 мм.

[0038] На Фиг.4 показан частичный разрез вида сбоку элемента 40 по линии 4-4, показанной на Фиг.2. Как может быть видно из чертежа, частично углубленная боковая канавка 26 проходит на расстояние D₂₆ в нижнем направлении от поверхности протектора в глубину протектора. Кроме того, в глубину рисунка протектора от нижней части боковой канавки 26 проходит поперечно и радиально волнообразная прорезь 28. Также на чертеже показана поперечно волнообразная прорезь 42, расположенная в элементе 40. Прорезь 42 согласно настоящему варианту реализации проходит приблизительно на полную глубину рисунка протектора, но согласно другим вариантам реализации может проходить приблизительно меньше чем на полную глубину рисунка протектора. Боковая канавка 26 в целом имеет ширину W₂₆, которая составляет примерно 4,5 мм, но в целом согласно конкретным вариантам реализации может составлять от 3 мм до 6 мм. Прорези в целом имеют ширину, которая значительно меньше ширины канавки. Согласно конкретным вариантам реализации прорези 28, 42 соответственно имеют ширину W_28, W₄₂, которая составляет примерно 0,4 мм, но может составлять между 0,2 мм и 0,6 мм.

[0039] На Фиг.5 показан пример боковой каплевидной прорези 32, проходящей вдоль плечевого элемента 30, в частичном разрезе по линии 5-5, показанной на Фиг.2. Боковая каплевидная прорезь 32 в целом содержит прорезанную часть 34 и нижнюю канавочную (т.е. каплевидную) часть 36. Часть 34 прорези волнообразно проходит на желательную глубину D₃₄ между наружной поверхностью протектора и нижней канавочной частью 36. Кроме того, прорезанная часть 34 имеет ширину или толщину W_34, составляющую примерно 0,4 мм, но которая в случае необходимости может быть изменена. Согласно конкретному варианту реализации нижняя канавочная часть 36 дополнительно проходит вглубь протектора D_T на желательную глубину D₃₆, которая составляет примерно 2,8 мм, в то время как согласно более общим вариантам реализации глубина D₃₆ составляет 2-4 мм. Кроме того, нижняя канавочная часть 36 имеет ширину W₃₆, которая составляет примерно 3,5 мм, но в целом может быть изменена между 3 мм и 5 мм. Согласно варианту реализации, показанному на Фиг.2, каплевидная прорезь 32 проходит поперечно по линейному или неволнообразному пути. Согласно другим вариантам реализации каплевидная прорезь 32 проходит поперечно по криволинейному или волнообразному пути. На Фиг.5 также показано, что прорезанная часть 34 проходит радиально по криволинейному или волнообразному пути.

[0040] На Фиг.6 новый протектор 10, показанный на Фиг.1-2, показан в изношенном состоянии для наилучшей идентификации его особенностей, ранее скрытых под его новой поверхностью. В частности, изношенный протектор 10_W изношен от глубины исходного протектора D_T примерно на 9 мм до изношенной глубины примерно 1,6 мм. Теперь в плече 30 открывается каплевидная нижняя канавочная часть 36, которая добавляет поверхностную полость и края к контактной поверхности протектора (т.е. габаритной площади) для улучшенного сцепления в условиях воды и снега. Поскольку плечо способствует отводу воды в поперечном направлении от протектора, добавление поверхностных полостей в плечо изношенной шины, как предполагается, улучшает общие водоотводные качества протектора и его рабочие характеристики на мокрой дороге. Поскольку вместе с нижней канавочной частью 36 открыт дополнительный край, сцепление шины со снегом также улучшено.

[0041] Как показано на Фиг.6, продольная канавка 24 является расширенной из-за отрицательного наклона боковых стенок для обеспечения увеличения поверхностных полостей, которое способствует каналированию воды и захвату снега. Это является предпочтительным, поскольку канавка 24 в противном случае теряет объем пустот при изнашивании протектора из-за того, что продольная канавка имеет неотрицательный (т.е. положительный) наклон боковых стенок и таким образом сужается (т.е. уменьшается ее ширина). Таким образом, путем увеличения своей ширины W_24B при изнашивании протектора указанная канавка может компенсировать по меньшей мере часть объемной и поверхностной полостей, потерянных из-за продолжающегося изнашиванием протектора. Из рассмотрения промежуточных элементов 40 очевидно, что дополнительный край, содержащий прорезь 28, теперь присутствует вдоль изношенной поверхности в дополнение к описанным выше имеющимся прорезям 42. Добавление прорези 28 способствует увеличению количества краев сцепления вдоль промежуточных ребер 22, в результате чего улучшается общее сцепление. Элементы 40 также становятся более жесткими из-за частичной потери углубленной канавки 26. Новый или неизношенный протектор согласно первому варианту реализации, имеющий глубину рисунка протектора 9 мм, имеет отношение контактной поверхности примерно 0,68, отношение объема пустот примерно 0,34 и коэффициент продольной жесткости примерно 0,40. Если протектор изношен на глубину рисунка 1,6 мм, отношение контактной поверхности составляет примерно 0,62, отношение объема пустот составляет примерно 0,33, и коэффициент продольной жесткости составляет примерно 1,49. Отношения объема пустот и отношения контактной поверхности для нового и изношенного протекторов показаны на Фиг.18 и 19 соответственно согласно первому варианту E1 реализации.

[0042] Согласно второму варианту реализации, показанному на Фиг.7-8, протектор согласно предыдущему варианту реализации, показанному на Фиг.1-2, несколько изменен за счет замены конкретных особенностей, расположенных вдоль промежуточных ребер 22. В частности, предыдущий вариант реализации изменен путем использования боковой канавки 126, имеющей максимальную глубину, вместо частично углубленной канавки 26 и продолжающейся прорези 28. Кроме того, волнообразные прорези 42, имеющие максимальную глубину, расположенные в каждом элементе 40, заменены волнообразными перевернутыми Y-образными прорезями 142. Другие особенности протектора 110 остаются идентичными особенностям протектора 10.

[0043] На Фиг.9 подробно показан разрез перевернутых Y-образных прорезей 142 по линии 9-9, показанной на Фиг.8. Согласно данному конкретному варианту реализации перевернутые Y-образные прорези 142 содержат верхнюю прорезанную часть 144 и нижнюю часть, содержащую пару ног 146, проходящих в наружном направлении от нижней части верхней прорезанной части 144, причем каждая из указанных ног проходит вглубь протектора с достижением разделяющего расстояния W₁₄₆. Как показано на чертеже, указанное разделяющее расстояние W₁₄₆ составляет примерно 3,4 мм, но может составлять примерно 3-5 мм согласно настоящему варианту реализации. Также согласно данному варианту реализации верхняя прорезанная часть 144 является волнообразной вдоль пути, проходящего от контактной поверхности 141 нового протектора в направлении к паре ног 146, расположенных на глубине D₁₄₄. Верхние прорезанные части 144 также являются волнообразными при прохождении в поперечном направлении вдоль ширины каждого элемента 140. Согласно настоящему варианту реализации перевернутые Y-образные прорези проходят на полную глубину D₁₄₂, которая примерно равна полной глубине D_T рисунка протектора, причем указанные ноги проходят на глубину D₁₄₆, которая составляет примерно 3,5 мм или 3-5 мм. Наконец, согласно настоящему изобретению толщина W₁₄₄ каждой верхней прорезанной части 144 и каждой ноги 146 составляет примерно 0,4 мм, даже при том, что могут быть использованы другие толщины, включая использование различных толщин для каждой верхней прорезанной части 144 и каждой ноги 146, а также толщин, которые могут изменяться вдоль любой верхней прорезанной части 144 или каждой