FI125663B - Ilmarengas - Google Patents

Description

Ilmarengas

Tekniikan ala

Esillä oleva keksintö koskee ilmarengasta ja erityisesti ilmarengasta, joka on muodostettu niin, että sillä on parempi suorituskyky märillä tienpinnoilla ja lumella sekä parempi epätasaisen kulumisen kesto.

Keksintö liittyy patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen il-marenkaaseen.

Tunnettu tekniikka

Perinteisesti renkailla, joissa on useita lamellipaloja, jotka erottavat toisistaan useat renkaan kehän suuntaiset pääurat ja useat renkaan leveys-suuntaiset vinottaisurat, tiedetään olevan erinomainen suorituskyky lumella sekä erinomainen vedenpoistokyky. Kulutuspinnan suuntaherkän rengasku-vioinnin käytön tiedetään olevan tällaisissa ilmarenkaissa tekniikka, joka parantaa entisestään renkaan vedenpoistokykyä. Esimerkiksi patenttiasiakirjassa 1 kuvataan rengaskuvioinnin laatiminen suuntaherkäksi kuvioksi, joka sisältää useita kehänsuuntaisia pääuria, useita renkaan leveyssuunnassa kulkevia ja kallistettuja jalkauria sekä lamelleja.

Toisaalta, koska kulumisominaisuudet vaihtelevat pyörien kiinnityskohdan ja sen mukaan, onko rengas kiinnitetty ajoneuvon etu- vai takapyöriin, renkaan käyttöikää saadaan lisättyä vaihtamalla renkaan käyttöpaikkaa säännöllisesti niin, että kaikki renkaat kuluvat yhdenmukaisesti. Sellaisten renkaiden tapauksessa, joissa on suuntaherkkä rengaskuviointi, joka määrää renkaan pyörimissuunnan, renkaat voi kuitenkin vaihtaa renkaiden kiinteän pyörimissuunnan vuoksi vain samalle ajoneuvon puolelle asennettujen etu- ja takapyörien kesken. Siksi renkaissa, joiden olkaosaan kohdistuu raskas kuormitus kaarreajossa, esim. kevyiden kuorma-autojen renkaissa, edellä kuvatun kaltaisen suuntaherkän rengaskuvioinnin vuoksi olkaosan epätasaista kulumista ei voi ehkäistä vaihtamalla renkaat keskenään, koska vain samalla puolella olevat etu- ja takapyörät voidaan vaihtaa keskenään. Lisäksi, vaikka lamellipalan jäykkyyden lisäys vähentämällä sivuttaisurien määrää ehkäisee tehokkaasti epätasaista kulumista, näissä tapauksissa ongelmana säilyy edelleen se, että suorituskyky lumella heikentyy. Siksi on ollut vaikeaa päästä tasapainoon renkaan märillä ja lumisilla tienpinnoilla olevan suorituskyvyn sekä epätasaisen kulumisen keston välillä.

Tunnetun tekniikan mukaiset asiakirjat Patenttiasiakirja

Patenttiasiakirja 1: japanilainen tutkimaton patenttihakemus nro 2007-1 611 14A

Keksinnön yhteenveto Ongelma, jonka keksintö ratkaisee

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on ratkaista edellä kuvatut ongelmat saamalla aikaan ilmarengas, jossa on suuntaherkkä pintakuvio, joka parantaa sekä renkaan suorituskykyä märällä tienpinnalla ja lumella että renkaan kulumisenkestoa.

Ongelman ratkaisukeinot

Jotta edellä kuvattu tavoite voidaan saavuttaa, esillä olevan keksinnön mukainen ilmarengas sisältää kulutuspinnalla keskipääuran, joka kulkee renkaan kehän suuntaisesti renkaan keskiviivalla; vähintään kaksi ulkopää-uraa, jotka on sijoitettu renkaan leveyssuunnassa keskipääuran molemmille puolille ja jotka kulkevat renkaan kehän suuntaisesti; ja useita sivuttaisuria, jotka kulkevat renkaan leveyssuunnassa keskipääuran ja ulkopääurien välissä ja liittävät keskipääuran ja ulkourat yhteen. Lukuisat lamellipalat erottavat toisistaan keskiosassa keskipääura, ulkopääurat ja sivuttaisurat. Jalkaura, joka ei ole yhteydessä uloimpaan ulkopääuraan ja joka kulkee renkaassa sen leveys-suunnassa, on renkaan olkaosissa, jotka on sijoitettu ulospäin uloimmista ul-kopääurista renkaan leveyssuunnassa; ja olkaosiin on muodostettu ripoja. Renkaan keskipääuran molemmilla puolilla leveyssuunnassa olevat sivuttaisurat on kallistettu keskenään vastakkaisille puolille renkaan keskiviivan suhteen. Keskisivun kallistuskulma Θ1, joka on renkaan kehän suunnassa siihen kohtaan muodostuva kulma, jossa sivuttaisurat liittyvät keskipääuraan, on terävä kulma. Renkaan keskipääuran molemmilla puolilla leveyssuunnassa olevat sivuttaisurat on järjestetty niin, että ne siirtyvät renkaan kehän suunnassa siten, että renkaan kehän suuntainen komponentti, joka on sivuttaisurien kehänsuuntainen projektio, on renkaan koko kehän pituudella. Lamellipaloissa ja rivoissa on lamelleja, jotka muodostavat suuntaherkän kuvion.

Keksinnön vaikutus

Keksintö liittyy patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaiseen ilmarenkaaseen.

Esillä olevan keksinnön mukaan keskipääuran molemmilla puolilla renkaan leveyssuunnassa olevat sivuttaisurat on kallistettu keskenään vastakkaisille puolille renkaan keskipääuran suhteen ja keskisivun kallistuskulma Θ1, joka on renkaan kehän suunnan suhteen siihen kohtaan muodostuva kulma, jossa sivuttaisurat liittyvät keskipääuraan, on terävä kulma. Siksi voidaan parantaa suorituskykyä märillä tienpinoilla ja lumella. Renkaan keskipääuran molemmilla puolilla leveyssuunnassa olevat sivuttaisurat on järjestetty erityisesti niin, että ne siirtyvät renkaan kehän suunnassa siten, että renkaan kehän suuntainen komponentti, joka on sivuttaisurien kehänsuuntainen projektio, on renkaan koko kehän pituudella. Siksi voidaan parantaa pyörivän renkaan suorituskykyä märillä tienpinoilla. Lisäksi epätasaisen kulumisen estoa voidaan parantaa olkaosassa olevien jalkaurien ansiosta, jotka eivät ole yhteydessä uloimpaan ulkopääuraan. Näin ollen ilmarenkaan suuntaherkkä pintakuvio voi parantaa sekä renkaan suorituskykyä märällä tienpinnalla ja lumella että renkaan kulumisenkestoa.

Esillä olevassa keksinnössä kohotettu kapea pohjauraosa, jonka urasyvyys ja -leveys ovat pienemmät kuin muiden sivuttaisurien osien vastaavat mitat, on muodostettu kohtaan, jossa sivuttaisurat liittyvät keskipääuraan. Kohotetun kapean pohjauraosan urasyvyys on edullisesti 40-60 % keskipääuran urasyvyydestä, ja kohotetun kapean pohjauraosan uraleveys on edullisesti 30-50 % sivuttaisurien enimmäisuraleveydestä. Siten voidaan kasvattaa lamellipalan jäykkyyttä keskiosassa ja samalla taata hyvä vedenpoistokyky, ja lisäksi voidaan parantaa keskiosan epätasaisen kulumisen kestoa.

Esillä olevassa keksinnössä keskisivun kallistuskulma Θ1 on tehty suhteessa pienemmäksi kuin olkasivun kallistuskulma Θ2, joka on renkaan kehän suunnassa siihen kohtaan muodostuva kulma, jossa sivuttaisurat liittyvät ulkopääuriin. Siten parannetaan sivuttaisurien vedenpoistokykyä, minkä seurauksena heikentynyttä vedenpoistokykyä voidaan lisätä ottamalla käyttöön kohotettu ohut pohjauraosa. Lisäksi keskisivun kallistuskulman, Θ1, ja olkasivun kallistuskulman, Θ2, välinen ero on asetettu edullisesti 5-30 asteeseen. Siten saadaan parannettua entisestään sivuttaisurien vedenpoistokykyä. Li saksi keskisivun kallistuskulma Θ1 on edullisesti 40-65°, ja tällä kulma-arvolla voidaan parantaa sekä vedenpoistokykyä että kulumisenkestoa.

Esillä olevassa keksinnössä lamellipalan pinnassa on hienoja uria, ja näiden hienojen urien uraväli on edullisesti 2,5-5 mm, syvyys 0,1-0,8 mm ja leveys 0,1-0,8 mm. Siten voidaan parantaa sekä suorituskykyä märillä tien-pinoilla että lumella.

Esillä olevassa keksinnössä renkaan leveyssuunnassa ripojen sisäpuolen reunaosaan on sijoitettu edullisesti jatkuvasti tai paikoitellen useita viistettyjä osia, joilla on sellainen muoto, että niiden viisteen määrä vaihtelee jaksoittain renkaan kehän suunnassa. Siten voidaan lisätä reunan määrääjä suorituskykyä märillä tienpinoilla.

Esillä olevassa keksinnössä jalkaurien kallistuskulma Θ3 renkaan kehän suunnan suhteen on edullisesti 90 ± 10°. Siten voidaan varmistaa rivan jäykkyys sekä lisätä kulumisenkestoa.

Esillä olevassa keksinnössä kulutuspinnan muodostavan kumin JIS A -kovuus -10°C:n lämpötilassa on edullisesti 55-70. Siten lamellipalojen jäykkyys ja se, että rivat on asetettu sopivalle alueelle, mahdollistavat epätasaisen kulumisen keston ja lumella ajon suorituskyvyn parantumisen.

Lisäksi jokainen näistä ilmarenkaista soveltuu käytettäväksi kevyiden kuorma-autojen renkaana, jota käytetään vähintään 350 kPa:n ilmanpaineella.

Piirustusten lyhyt kuvaus

Kuvio 1 on kaavio esillä olevan keksinnön suoritusmuodon mukaisen ilmarenkaan kulutuspinnasta etupuolelta katsottuna.

Kuvio 2 on suurennettu etukuva, jossa esitetään kuvion 1 mukaisen ilmarenkaan keskipääuran vieressä oleva lamellipala.

Kuvio 3 on suurennettu selventävä piirros, jossa esitetään kuvion 1 mukaisen ilmarenkaan keskiosa.

Kuvio 4 on suurennettu pohjapiirros, jossa esitetään kuvion 1 mukaisen ilmarenkaan olkaosan rivan osa.

Kuvio 5 on sivukuva kuvion 2 mukaisen ilmarenkaan keskipääuran vieressä olevasta lamellipalasta.

Kuvio 6 on suurennettu poikkileikkauskuva, jossa esitetään kuvion 2 mukaisen ilmarenkaan keskipääuran vieressä olevassa lamellipalassa olevat hienot urat.

Kuvio 7 on sivukuva kuvion 4 mukaisen ilmarenkaan olkaosan rivasta.

Yksityiskohtainen selitys

Esillä olevan keksinnön mukaisessa, kuviossa 1 esitetyssä ilmaren-kaassa kulutuspinnalla T on yksi keskipääura 1, joka kulkee renkaan kehän suuntaisesti renkaan keskiviivalla E, ja kaksi ulkopääuraa 2, jotka on sijoitettu renkaan leveyssuunnassa keskipääuran 1 molemmille puolille ja jotka kulkevat renkaan kehän suuntaisesti. Useita sivuttaisuria 3 on sijoitettu paikoitellen renkaan kehän suunnassa kallistettuina keskipääuran 1 ja ulkopääurien 2 väliin siten, että ne liittävät yhteen keskipääuran 1 ja ulkopääurat 2. Keskipääura 1 on suoranmuotoinen, ja kun se projisoidaan renkaan kehän suunnassa, sen rakenteeseen sisältyy läpikatseltava osa. Lisäksi päättyviä jalkauria 4, jotka jatkuvat olan reunasta kohti ulkopääuria 2 niin, etteivät ne kuitenkaan liity ulko-pääuriin 2, on sijoitettu paikoitellen renkaan kehän suunnassa olkaosiin S, jotka sijaitsevat ulkopääurista 2 ulospäin. Tällä tavoin kaksi useista lamellipalois-ta 5 koostuvaa lamellipalariviä on muodostettu toisistaan erilleen keskiosaan C, joka on sisäänpäin ulkopääurista 2 katsottuna. Toisaalta olkaosiin S on muodostettu rivat 6, joissa on useita päättyviä jalkauria 4; nämä olkaosat S sijaitsevat ulospäin ulkopääurista 2 katsottuna. Lamellipalojen 5 ja ripojen 6 pinnalla on useita lamelleja 7, jotka kulkevat renkaan leveyssuunnassa ja joista jokainen on siksakinmuotoinen ylhäältäpäin katsottuna.

Kulutuspinnalla T renkaan kehän suunnassa olevien pääurien määrä ei rajoitu kolmeen kuviossa 1 esitettyyn pääuraan, tarkemmin sanottuna yksittäiseen keskipääuraan 1 ja kahteen ulkopääuraan 2. Lisäksi lamellien 7 muotoa ei ole erityisesti rajoitettu, ja on riittävää, että lamellit muodostetaan niin, että ne kulkevat renkaan leveyssuunnassa.

Esillä olevan keksinnön mukaisen ilmarenkaan pintakuviointi on muodostettu suuntaherkäksi kuvioksi kallistamalla keskenään sivuttaisurat 3, jotka on sijoitettu renkaan leveyssuunnassa molemmille puolille keskipääuraa 1, vastakkaista sivua kohti renkaan keskiviivan E suhteen. Tällaisessa suunta-herkässä kuviossa, jossa on päättyviä jalkauria 4 ja sivuttaisuria 3, jotka on kallistettu renkaan kehän suunnan suhteen, on renkaan kehän suuntaisesti kulkeva komponentti ja renkaan leveyssuunnassa kulkeva komponentti. Siksi, kun rengas osuu lumeen, voidaan saada aikaan sekä ajoneuvon etu- ja ta-kasuuntiin vetävä ja jarruttava vaikutus että luiston sivuttaissuuntaan estävä vaikutus. Tämäntyyppisessä suuntaherkässä kuviossa voidaan kuitenkin vaihtaa keskenään vain ajoneuvon saman puolen etu-ja takarenkaat. Siksi tapauksissa, joissa olkaosiin S on sijoitettu lamellipalarivi, lamellipalan etu- ja takaosan kuluminen lisääntyy ja epätasaisen kulumisen estäminen on vaikeaa. Kuitenkin kuten kuviossa 1 esitetään, päättyvät jalkaurat 4 ovat olkaosissa S ja päättyvät jalkaurat 4 eivät liity ulkopääuriin 2, ja lisäksi olkaosiin S on muodostettu rivat 6, jotka muodostuvat renkaan kehän suuntaisesta jatkuvasta kosketuspinnasta. Siksi renkaan olkaosien S jäykkyyden vaihtelu kehän suunnassa vähentyy ja olkaosien S epätasainen kuluminen voidaan ehkäistä.

Kuten kuviosta 2 nähdään, kulma, joka on muodostunut renkaan kehän suunnan suhteen siihen kohtaan, jossa sivuttaisurat 3 liittyvät keskipää-uraan 1, on keskisivun kallistuskulma Θ1. Keskisivun kallistuskulma Θ1 on muodostettu teräväksi kulmaksi. Keskisivun kallistuskulma Θ1 on edullisesti muodostettu 40-65 asteen kulmaksi. Tässä keskisivun kallistuskulma Θ1 on kulma, jonka sivuttaisurien 3 uraleveyden keskiviiva muodostaa renkaan kehän suunnan suhteen. Kun keskisivun kallistuskulma Θ1 muodostetaan teräväksi kulmaksi, edellä kuvattujen sivuttaisuria 3 kallistamalla aikaansaatavien vaikutusten lisäksi voidaan parantaa vedenpoistokykyä ja epätasaisen kulumisen kestoa. Jos keskisivun kallistuskulma Θ1 ylittää 65°, lamellipalan etu- ja takaosa kuluvat helposti ja epätasaisen kulumisen kesto on riittämätöntä, koska ulkopääuran 2 lamellipalojen reunoista tulee teräviä. Jos toisaalta keskisivun kallistuskulma Θ1 on alle 40°, vedenpoistokyky ei parannu riittävästi.

Lisäksi renkaan keskipääuran 1 molemmilla puolilla kehän suuntaisesti olevat sivuttaisurat 3 on järjestetty niin, että ne siirtyvät renkaan kehän suunnassa siten, että renkaan kehän suuntainen komponentti, joka on sivuttaisurien 3 kehänsuuntainen projektio, on renkaan koko kehän pituudella. Tarkemmin sanottuna, kuten kuviosta 3 nähdään, kun renkaan keskipääuran 1 molemmilla puolilla kehän suuntaisesti olevat sivuttaisurat 3 on järjestetty niin, että ne siirtyvät renkaan kehän suunnassa, sivuttaisurien 3 renkaan kehän suuntainen komponentti 3’ siirtyy renkaan kehän suunnassa. Siksi yhden la-mellipalarivin sivuttaisurien 3 renkaan kehän suuntainen komponentti on sijoitettu osaan, jossa toisen lamellipalarivin sivuttaisurien 3 kehänsuuntainen komponentti 3’ päättyy. Siten renkaan keskipääuran 1 molemmilla puolilla renkaan leveyssuunnassa olevat kehänsuuntaiset komponentit 3’ täydentävät toisiaan, ja ne on järjestetty niin, että niitä on jatkuvasti koko renkaan kehän pi tuuden peittäen. Koska tällainen renkaan kehän suuntainen komponentti 3’ on järjestetty olemaan koko renkaan kehän pituudella, renkaan suorituskykyä mä-rillä tienpinnoilla renkaan pyöriessä voidaan parantaa. Sivuttaisurien 3 siirty-mistilaa ei ole välttämättä rajoitettu, mutta kukin sivuttaisura 3 siirtyy edullisesti 1/2 uraväliä renkaan kehän suunnassa molemmilla puolilla keskipääuraa 1.

Kuten kuviossa 4 esitetään, olkaosissa S olevat päättyvät jalkaurat 4 ovat renkaan leveyssuunnassa. Niiden kallistuskulma Θ3 renkaan kehän suuntaan nähden on edullisesti 90 ± 10°. Lisäksi olkaosissa S olevat, renkaan molemmilla puolilla sen leveyssuunnassa olevat päättyvät jalkaurat 4 on edullisesti kallistettu keskenään vastakkaisiin suuntiin suhteessa renkaan keskiviivaan E. Näin ollen tekemällä päättyvien jalkaurien 4 kallistussuunnasta renkaan leveyden suuntainen voidaan varmistaa rivan jäykkyys ja parantaa kulu-misenkestoa. Jos kallistuskulma Θ3 ei ole kulmavälillä 90 ± 10°, kulumisenkes-to on riittämätön. Tässä kallistuskulma Θ3 on kulma, jonka päättyvien jalkaurien 4 uraleveyden keskiviiva muodostaa renkaan kehän suuntaan nähden.

Muodostamalla lamelleja 7 lamellipalojen 5 ja ripojen 6 pintaan voidaan parantaa suorituskykyä märillä tienpinnoilla. Lamellit 7 jatkuvat edullisesti lamellipalojen 5 tai ripojen 6 reunoihin asti. Kun lamellit 7 jatketaan lamellipalojen 5 ja ripojen 6 reunoille, lamellien reunat voivat parantaa suorituskykyä märillä tienpinnoilla. Sekä lamellipalojen 5 että ripojen 6 lamellien 7 kallistuskulma Θ4 renkaan kehän suuntaan nähden on edullisesti 90 ± 10°. Kun lamellien 7 kallistuskulma Θ4 muodostetaan tämänsuuruiseksi, jarrutusominaisuuksia märällä tienpinnalla voidaan parantaa. Jatkamalla rivoissa 6 olevia lamelleja 7 renkaan leveyssuunnassa voidaan erityisesti lisätä märkien olosuhteiden jarrutusominaisuuksia, jotka ovat heikentyneet siksi, että päättyvät jalkaurat 4 eivät ole yhteydessä ulkopääuriin 2.

Kuten kuvioista 2 ja 5 nähdään, kohotettu ohut pohjauraosa 3a on muodostettu kohtaan, jossa sivuttaisurat 3 liittyvät keskipääuraan 1. Kohotettu ohut pohjauraosa 3a on osa, jonka urasyvyys ja -leveys on muodostettu pienemmiksi kuin muissa sivuttaisurien 3 osissa. Kohotetun kapean pohjauraosan 3a pituus L3a on asetettu 20-40 prosenttiin sivuttaisurien 3 pituudesta L3. Lisäksi kohotetun kapean pohjauraosan 3a uraleveys W3a on asetettu 30-50 prosenttiin sivuttaisurien 3 enimmäisuraleveydestä W3, ja kohotetun kapean pohjauraosan 3a urasyvyys D3a on asetettu 40-60 prosenttiin keskipääuran 1 urasyvyydestä D1. Tässä sivuttaisurien 3 pituus L3 on pituus, joka mitataan sivuttaisurien 3 keskipääuran 1 vastaisesta sivureunasta ulkopääurien 2 sivu-reunalle. Lisäksi kohotetun kapean pohjauraosan 3a pituus L3a on sivuttaisurien 3 keskipääuran 1 vastaisen sivureunan pituus. Molemmat näistä pituuksista mitataan uraleveyden keskiviivaa pitkin.

Muodostamalla kohotettu ohut pohjauraosa 3a kohtaan, jossa sivut-taisurat 3 liittyvät keskipääuraan 1, ja vähentämällä sivuttaisurien 3 uraleveyttä W3a ja urasyvyyttä D3a voidaan lisätä lamellipalan jäykkyyttä kohotetun kapean pohjauraosan 3a läheisyydessä sekä ehkäistä epätasaista kulumista. Lisäksi sivuttaisurien 3 pohjan kohottamiseen liittyy sen leveyden kaventuminen, ja siksi lamellipalan jäykkyyttä lisättäessä voidaan taata tila, jossa sivuttaisurat 3 liittyvät keskipääuraan 1. Tästä syystä, keskipääuran 1 ja sivuttaisurien 3 yhteisen vaikutuksen myötä, vedenpoistokyky voidaan pitää edullisena.

Asettamalla kohotetun kapean pohjauraosan 3a pituus L3a 20-40 prosenttiin sivuttaisurien 3 pituudesta L3 tässä voidaan ehkäistä epätasaista kulumista vähentämättä ohjauksen vakautta lumella. Jos kohotetun kapean pohjauraosan 3a pituus L3a on alle 20 % sivuttaisurien 3 pituudesta L3, epätasaisen kulumisen estoa ei saada parannettua riittävästi. Jos toisaalta kohotetun kapean pohjauraosan 3a pituus L3a ylittää 40 % sivuttaisurien 3 pituudesta L3, ohjauksen vakaus lumella ei parannu riittävästi.

Asettamalla sivuttaisurien 3 urasyvyys D3a kohotetussa kapeassa pohjauraosassa 3a 40-60 prosenttiin keskipääuran 1 urasyvyydestä D1 voidaan ehkäistä epätasaista kulumista vähentämättä ohjauksen vakautta lumella. Jos kohotetun kapean pohjauraosan 3a urasyvyyden D3a suhde keskipääuran 1 urasyvyyteen D1 on alle 40 %, epätasaisen kulumisen kestoa voidaan parantaa, mutta vedenpoistokyky ja lumenpoistokyky eivät parannu riittävästi. Jos toisaalta tämä suhde ylittää 60 %, jäykkyyseroa ei saada vähennettyä riittävästi eikä epätasaisen kulumisen kesto parannu riittävästi.

Asettamalla sivuttaisurien 3 uraleveys W3a kohotetussa kapeassa pohjauraosassa 3a 30-50 prosenttiin sivuttaisurien 3 enimmäisuraleveydestä W3 voidaan ehkäistä epätasaista kulumista vähentämättä ohjauksen vakautta lumella. Jos kohotetun kapean pohjauraosan 3a uraleveyden W3a suhde sivuttaisurien 3 enimmäisuraleveyteen W3 on alle 30 %, epätasainen kulumisen kestoa voidaan parantaa, mutta vedenpoistokyky ja lumenpoistokyky eivät parannu riittävästi. Jos toisaalta tämä suhde ylittää 50 %, lamellipalan jäykkyys ei vaihtele huomattavasti eikä epätasaisen kulumisen kesto parannu riittävästi.

Kuten kuviosta 2 nähdään, kulma, joka on muodostunut renkaan kehän suunnan suhteen siihen kohtaan, jossa sivuttaisurat 3 liittyvät ulkopää-uraan 2, on olkasivun kallistuskulma Θ2. Keskisivun kallistuskulma Θ1 on edullisesti muodostettu suhteessa pienemmäksi kuin olkasivun kallistuskulma Θ2. Siten saadaan parannettua sivuttaisurien 3 vedenpoistokykyä. Näin ollen silloinkin, kun renkaassa on kohotettu kapea pohjauraosa 3a, jolloin sivuttaisurien 3 urasyvyyttä ja uraleveyttä on vähennetty, vedenpoistokyky voidaan pitää ennallaan epätasaisen kulumisen keston parantamiseksi edellä kuvatulla tavalla. Keskisivun kallistuskulman, Θ1, ja olkasivun kallistuskulman, Θ2, välinen ero on asetettu edullisesti 5-30 asteeseen. Jos tämä ero on alle 5°, vedenpoistokyky ei parannu. Jos toisaalta ero ylittää 30°, lamellipalan jäykkyys heikentyy ja epätasaisen kulumisen ehkäisystä tulee vaikeaa. Tässä olkasivun kallistus-kulma Θ2 on kulma, jonka sivuttaisurien 3 uraleveyden keskiviiva muodostaa renkaan kehän suuntaan nähden.

Esillä olevan keksinnön mukaisten ilmarenkaiden kunkin lamellipalan 5 tiehen koskevaan pintaan on sijoitettu edullisesti rinnan useita hienoja uria 8, jotka kallistuvat renkaan kehän suunnassa. Hienot urat 8 ovat hienoja uria, jotka ovat matalampia kuin lamellit 7. Uusien renkaiden pyörimisominai-suudet jäisillä ja lumisilla tienpinnoilla eivät aina riitä, koska kulutuspintakumin todelliset ominaisuudet eivät pääse esille. Jos kuitenkin muodostetaan edellä kuvatun kaltaisia hienoja uria 8, nämä hienot urat 8 poistavat tehokkaasti vesi-kalvon, joka muodostuu kulutuspinnan ja jäisen tai lumisen tienpinnan välille. Siten voidaan parantaa suorituskykyä jäällä ja lumella käytön alussa. Lisäksi, jos hienot urat 8 ovat lamellipalojen 5 tiehen koskevalla pinnalla, kulutuspinnan kuoriutuminen lisääntyy hienojen urien 8 olemassaolon seurauksena. Siten voidaan käytännössä lyhentää aikaa, joka vaaditaan kulutuspintakumien todellisten ominaisuuksien esiintulemiseksi.

Kuten kuviossa 6 esitetään, hienojen urien 8 uraleveys w on edullisesti 0,1-0,8 mm ja urasyvyys d edullisesti 0,1-0,8 mm. Jos hienojen urien 8 uraleveys w on alle 0,1 mm, vesikalvon poistavan vaikutuksen ja lumenpoisto-kyvyn parantuminen on riittämätöntä. Jos toisaalta uraleveys w ylittää 0,8 mm, lamellipalan jäykkyys heikentyy. Jos lisäksi urasyvyys d on alle 0,1 mm, vesi-kalvon poistavan vaikutuksen ja lumenpoistokyvyn parantuminen on riittämätöntä. Toisaalta, jos urasyvyys d ylittää 0,8 mm, lamellipalan jäykkyys heikentyy.

Hienojen urien 8 uraväli p on edullisesti 2,5-5,0 mm. Asettamalla hienojen urien 8 uraväli p tälle välille voidaan välttää luotettavasti hienojen urien 8 kasaanpainuminen, kun renkaaseen kohdistuu kova kuormitus. Siksi renkaan suorituskyky lumella ja jäällä voi parantua silloinkin, kun siihen kohdistuu kova kuormitus. Jos hienojen urien 8 uraväli p on alle 2,5 mm, suorituskyky lumella ja jäällä kovassa kuormituksessa ei parannu riittävästi. Jos toisaalta uraväli ylittää 5,0 mm, vesikalvon poistavan vaikutuksen tehostuminen on riittämätöntä.

Hienojen urien 8 kallistuskulma a renkaan kehän suuntaan nähden on asetettu edullisesti 40-60 asteeseen. Asettamalla hienojen urien 8 kallistuskulma a tälle välille voidaan parantaa jarrutusominaisuuksia sekä estää renkaan sivuttaisluisu. Jos hienojen urien 8 kallistuskulma a on alle 40°, hienojen urien 8 reunat eivät pysty helposti edistämään jarrutusominaisuuksia. Jos toisaalta kallistuskulma a on yli 60°, hienojen urien 8 reunojen on vaikea edistää sivuttaisluisun estoa.

Kuten kuvioista 4 ja 7 nähdään, renkaan ripojen 6 sisäpuolen reunaosaan on sijoitettu renkaan leveyssuunnassa jatkuvasti tai paikoitellen useita viistettyjä osia 9, joilla on sellainen muoto, että niiden viisteen määrä vaihte-lee jaksoittain renkaan kehän suunnassa. Tässä “viisteen määrä” -ilmaisu tarkoittaa, että ripojen 6 koko sivuttaissuunnassa ja syvyyssuunnassa vaihtelee renkaan kehän suunnassa. Kuten kuviossa 4 esitetään, syvyys- ja sivuttaissuunnassa eniten viistetty osa on eniten viistetty osa 9a, jossa on suurin viiste ja osa, joka on viistetty vähiten syvyys-ja leveyssuunnassa, on vähiten viistetty osa 9b.

Kun viistettyjen osien 9 muoto on sellainen, että viisteen määrää vaihtelee jaksoittain renkaan kehän suunnassa, reunan pituutta sekä reuna-komponenttia, joka vaikuttaa jarrutus- ja ajosuunnissa, voidaan lisätä. Näin ollen suorituskyky lumella voidaan pitää parempana. Jos viistetyt osat 9 on muodostettu niin, että viisteen määrä on yhdenmukainen eikä se vaihtele koko kehän pituudella, reunan pituutta ei voi lisätä, minkä seurauksena suorituskyvyn parantaminen lumella ei ole mahdollista.

Viistettyjen osien 9 eniten viistetyn osan 9a syvyys D9a ja/tai leveys W9a on edullisesti 30-60 % ulkopääurien 2 enimmäissyvyydestä D2. Tällä arvovälillä reunan pituutta voidaan lisätä riittävästi sekä pitoa lumella parantaa. Eniten viistetyn osan 9a syvyys D9a ja/tai leveys W9a on edullisesti 40-50 % ulkopääurien 2 enimmäissyvyydestä D2. Jos eniten viistetyn osan 9a syvyys D9a ja/tai leveys W9a on alle 30 % ulkopääurien 2 enimmäissyvyydestä D2, päättyvien jalkaurien 4 ja ulkopääurien 2 väliin kohdistuvaa voimaa ei saada vaimennettua, minkä seurauksena epätasaisen kulumisen kesto ei parannu riittävästi. Jos lisäksi eniten viistetyn osan 9a syvyys D9a ja/tai leveys W9a ylittää 60 % ulkopääurien 2 enimmäissyvyydestä D2, ohjauksen vakautta lumella ei pystytä parantamaan riittävästi lamellipalan jäykkyyden liiallisen heikentymisen vuoksi.

Kuten kuviossa 4 esitetään, viistettyjen osien 9 eniten viistetty osa 9a on edullisesti sijoitettu alueelle, joka on päättyvien jalkaurien 4 jatketulla viivalla. Rasitus keskittyy helpommin päättyvien jalkaurien 4 jatketun viivan alueelle kuin muille ripojen 6 alueille. Siksi keskittyneen rasituksen hajauttamista edistetään vähentämällä jäykkyyttä siten, että eniten viistetty osa 9a sijoitetaan tälle alueelle, minkä seurauksena voidaan ehkäistä epätasaista kulumista. Jos eniten viistetty osa 9a sijoitetaan päättyvien jalkaurien 4 jatketun viivan alueen ulkopuolelle, rasitus keskittyy helposti päättyvien jalkaurien 4 jatketun viivan alueelle, minkä seurauksena epätasaisen kulumisen kesto ei parannu riittävästi.

Päättyvien jalkaurien 4 0,5-2,0 uraväliä kohti muodostetaan edullisesti yksi viistetty osa 9. Tässä “päättyvien jalkaurien 4 uraväli” viittaa viereisten päättyvien jalkaurien 4 renkaan kehän suuntaiseen väliin. Jos viistettyjä osia 9 on muodostettu sellaisessa suhteessa, että jokaisen etäisyys toisistaan on alle 0,5 uraväliä, viistettyjen osien määrä on liian suuri, minkä seurauksena lamellipalan jäykkyys heikentyy liikaa eikä epätasaisen kulumisen esto parannu riittävästi. Jos toisaalta viistettyjä osia 9 on muodostettu sellaisessa suhteessa, että jokaisen etäisyys toisiinsa nähden ylittää 2,0 uraväliä, ripojen 6 reunaosaan muodostuu suuren ja alhaisen jäykkyyden alueita, joiden jäyk-kyysero on suuri. Tämän seurauksena epätasaisen kulumisen kesto ei parannu riittävästi.

Kulutuspinnan muodostavan kumin Japanese Industrial Standard (JIS) A -standardin mukainen kovuus -10 °C:n lämpötilassa on edullisesti 55-70. Tässä tapauksessa voidaan parantaa sekä kulumisenkestoa että suorituskykyä lumella. Jos kovuus on alle 55, epätasaisen kulumisen kesto ei parannu riittävästi lamellipalojen ja rivan jäykkyyden heikentymisen seurauksena. Jos kovuus ylittää 70, suorituskyky lumella ei parannu riittävästi. Tässä “JIS A

-kovuus” viittaa kovuuteen, joka on mitattu 10°C:n lämpötilassa JIS K6253 -standardin mukaisesti käyttämällä tyypin A kovuusmittaria.

Esillä olevan keksinnön mukaista ilmarengasta käytetään edullisesti kevyiden kuorma-autojen renkaana, jota käytetään vähintään 350 kPa:n ilmanpaineella.

Esimerkit

Yksitoista erilaista paineilmarengastyyppiä valmistettiin yhteisellä 195/75R16C 107/105R -rengaskoolla perinteistä esimerkkiä 1, vertailuesi-merkkejä 1 ja 2 sekä työesimerkkejä 1-8 varten. Kunkin renkaan tekniset tiedot vaihtelivat taulukoissa 1 ja 2 esitetyllä tavalla.

Nämä yksitoista rengastyyppiä asennettiin 16x51/2J -vanteille. Eturenkaat pumpattiin 280 kPa:n ja takarenkaat 450 kPa:n paineeseen, ja ne asennettiin Euroopassa valmistettuun pakettiautoon, jonka suurin sallittu kuormitus oli 3,5 tonnia. Tämän jälkeen seuraavia menetelmiä käyttämällä mitattiin epätasaisen kulumisen kesto, vedenpoistokyky, ohjauksen vakaus märil-lä tienpinnoilla ja ohjauksen vakaus lumella.

Epätasaisen kulumisen kesto

Renkaat arvioitiin näönvaraisesti joka kerta, kun edellä kuvatulla ajoneuvolla oli ajettu renkailla varustettuna 4 000 km:n ajan päällystetyllä tiellä. Arvioinnin tulokset ilmaistiin suhdelukuna, joka oli perinteisen esimerkin 1 tapauksessa 100. Pienemmät suhdeluvun arvot ovat merkki paremmasta epätasaisen kulumisen kestosta.

Vedenpoistokyky:

Jokaista rengasta käytettiin edellä kuvatussa ajoneuvossa testira-dalla, jonka veden korkeus oli 10 ± 1 mm ja kääntösäde 100 m. Testiajoneu-von ajonopeus, jolla renkaaseen kohdistui suurin sivuttaiskiihtyvyys, mitattiin. Arvioinnin tulokset ilmaistiin suhdelukuna, joka oli perinteisen esimerkin 1 tapauksessa 100. Suuremmat suhdeluvun arvot ovat merkki paremmasta ve-denpoistokyvystä.

Ohjauksen vakaus märällä tienpinnalla

Ohjauksen vakauden tuntuma arviointiin 0-100 km/h -nopeuksilla märällä tienpinnalla testiradalla käyttämällä edellä kuvattua ajoneuvoa. Arvi oinnin tulokset ilmaistiin suhdelukuna, joka oli perinteisen esimerkin 1 tapauksessa 100. Suuremmat suhdeluvun arvot ovat merkki paremmasta ohjauksen vakaudesta märällä tienpinnalla.

Ohjauksen vakaus lumella:

Ohjauksen vakauden tuntuma arviointiin 0-100 km/h -nopeuksilla lumisella tienpinnalla testiradalla käyttämällä edellä kuvattua ajoneuvoa. Arvioinnin tulokset ilmaistiin suhdelukuna, joka oli perinteisen esimerkin 1 tapauksessa 100. Suuremmat suhdeluvun arvot ovat merkki paremmasta ohjauksen vakaudesta lumella.

Kuten taulukoissa 1 ja 2 olevista tuloksista käy ilmi, kaikki työ-esimerkkien 1-8 mukaiset ilmarenkaat pystyivät parantamaan ohjauksen vakautta lumella, ohjauksen vakautta märillä tienpinnoilla ja vedenpoistokykyä sekä epätasaisen kulumisen kestoa verrattuna perinteiseen esimerkkiin 1.

Toisaalta, kuten taulukon 1 tuloksista voidaan nähdä, koska vertai-luesimerkin 1 mukaisen ilmarenkaan olkaosa on lamellipalan muodossa, epätasaisen kulumisen kesto ei voi parantua. Lisäksi vertailuesimerkin 2 mukaisen ilmarenkaan tapauksessa sivuttaisurat eivät ole yhteydessä keskipääuraan, minkä seurauksena ohjauksen vakaus märillä tienpinnoilla sekä vedenpoisto-kyky ovat heikommat.

Claims (9)

1. Ilmarengas, joka käsittää kulutuspinnalla (T) keskipääuran (1), joka kulkee renkaan kehän suuntaisesti renkaan keskiviivalla (E); vähintään kaksi ulkopääuraa (2), jotka on sijoitettu keskipääuran (1) molemmille puolille renkaan leveyssuunnassa ja jotka kulkevat renkaan kehän suuntaisesti; ja useita sivuttaisuria (3), jotka kulkevat renkaan leveyssuunnassa keskipääuran (1) ja ulkopääurien (2) välissä ja liittävät yhteen keskipääuran (1) ja ulkopääurat (2), jolloin renkaan kulutuspinnan (T) keskiosassa (C) on useita lamellipaloja (5), jotka erottavat toisistaan keskipääura, ulkopääurat (2) ja sivuttaisurat (3); jalkaura (4), joka kulkee renkaan leveyssuunnassa, on renkaan olkaosissa (S), jotka on sijoitettu renkaan leveyssuunnassa ulospäin uloimmista ulkopää-urista (2); jolloin keskipääuran (1) molemmilla puolilla renkaan leveyssuunnassa olevat sivuttaisurat (3) on kallistettu keskenään vastakkaisille puolille renkaan keskiviivan (E) suhteen; keskisivun kallistuskulma Θ1, joka on renkaan kehän suunnassa siihen kohtaan muodostuva kulma, jossa sivuttaisurat (3) liittyvät keskipääuraan (1), on terävä kulma; ja renkaan keskipääuran (1) molemmilla puolilla renkaan leveyssuunnassa olevat sivuttaisurat (3) on järjestetty niin, että ne siirtyvät renkaan kehän suunnassa siten, että renkaan kehän suuntainen komponentti (3’), joka on si-vuttaisurien (3) renkaan kehän suuntainen projektio, on renkaan koko kehän pituudella; ja lamellipaloissa (5) ja rivoissa (6) on lamelleja (7), jotka muodostavat suuntaherkän kuvion, tunnettu siitä, että jalkaura (4) ei ole yhteydessä uloimpaan ulkopääuraan (2); rivat (6) on muodostettu olkaosiin (S); ja keskisivun kallistuskulma Θ1 on tehty suhteessa pienemmäksi kuin olkasivun kallistuskulma Θ2, joka on renkaan kehän suunnassa siihen kohtaan muodostava kulma, jossa sivuttaisurat (3) liittyvät ulkopääuriin (2).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmarengas, tunnettu siitä, että kohotettu kapea pohjauraosa (3a), jonka urasyvyys ja -leveys ovat pienemmät kuin muiden sivuttaisurien (3) osien vastaavat mitat, on muodostettu kohtaan, jossa sivuttaisurat (3) liittyvät keskipääuraan (1); kohotetun kapean pohjaura-osan (3a) urasyvyys (D3a) on 40-60 % keskipääuran (1) urasyvyydestä (D1); ja kohotetun kapean pohjauraosan (3a) uraleveys (W3a) on 30-50 % sivut-taisurien (3) enimmäisuraleveydestä (W3).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmarengas, tunnettu siitä, että olkasivun kallistuskulman, Θ2, ja keskisivun kallistuskulman, Θ1, välinen ero on 5-30°.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen ilmarengas, tunnettu siitä, että keskisivun kallistuskulma Θ1 on 40-65°.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen ilmarengas, tunnettu siitä, että lamellipalan (5) pinnalla on hienoja uria (8) ja näiden hienojen urien (8) väli (p) on 2,5-5 mm, syvyys (d) 0,1-0,8 mm ja leveys (w) 0,1-0,8 mm.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen ilmarengas, tunnettu siitä, että renkaan ripojen (6) sisäpuolen reunaosaan on sijoitettu renkaan leveyssuunnassa jatkuvasti tai paikoitellen useita viistettyjä osia (9), joilla on sellainen muoto, että niiden viisteen määrä vaihtelee jaksoittain renkaan kehän suunnassa.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen ilmarengas, tunnettu siitä, että jalkaurien (4) kallistuskulma Θ3 renkaan kehän suuntaan nähden on 90 ± 10°.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen ilmarengas, tunnettu siitä, että kulutuspinnan (T) muodostavan kumin JIS A -kovuus -10 °C:n lämpötilassa on 55-70.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen ilmarengas, tunnettu siitä, että ilmarengas on kevyissä kuorma-autoissa käytettävä rengas, jota käytetään vähintään 350 kPa:n ilmanpaineella.