Шиповая шпилька и пневматическая шина
Изобретение относится к автомобильной промышленности. Верхушечный участок шиповой шпильки включает в себя торцевую поверхность с профилем в форме вогнутого многоугольника, включающую один углубленный участок и один выступающий участок на стороне, противоположной углубленному участку. Шиповая шпилька установлена в монтажном отверстии для шиповой шпильки так, что выступающий участок обращен по направлению движения в направлении вдоль окружности шины, а углубленный участок обращен против направления движения. Технический результат - уменьшение степени износа дорожных покрытий при качении по необледенелым дорожным покрытиям при сохранении надлежащих ходовых качеств на обледенелых дорожных покрытиях. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 11 ил., 4 табл.
Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к шиповой шпильке, выполненной с возможностью установки на участке протектора, и к пневматической шине, установленной с шиповой шпилькой.
Предпосылки создания изобретения
[0002] Традиционные зимние шины обеспечивают сцепление на обледенелых дорожных покрытиях посредством шиповых шпилек, установленных на участке протектора шины.
Типичные шиповые шпильки устанавливают в монтажные отверстия для шиповых шпилек, выполненные на участке протектора. При внедрении шиповых шпилек в монтажные отверстия для шиповых шпилек монтажные отверстия для шиповых шпилек имеют увеличенный диаметр. За счет этого шиповые шпильки прочно вставляются в монтажные отверстия для шиповых шпилек. В результате предотвращается выпадение шиповых шпилек из монтажных отверстий для шиповых шпилек при воздействии на них сил, связанных с торможением, ускорением или поперечными нагрузками со стороны дорожного покрытия в процессе качения шины.
[0003] Шиповая шпилька включает в себя заглубленный базальный участок и верхушечный участок, который выступает за торцевую поверхность заглубленного базального участка. Заглубленный базальный участок вставлен в монтажное отверстие для шиповой шпильки, сформированное на поверхности протектора шины, так что верхушечный участок выступает из поверхности протектора.
[0004] Края верхушечного участка шиповой шпильки входят в контакт с обледенелым дорожным покрытием, обеспечивая краевой эффект, в результате которого возникает большая сила сцепления. Соответственно, были приняты меры по усилению краевого эффекта путем выполнения в верхушечном участке большего количества краев, входящих в контакт с обледенелым дорожным покрытием.
[0005] Известна шиповая шпилька, которая включает в себя верхушечный участок с торцевой поверхностью в форме вогнутого многоугольника и углубленный участок в боковой поверхности для увеличения краев верхушечного участка (например, см. патентный документ 1). Дополнительно были приняты меры по увеличению краев и, таким образом, усилению краевого эффекта путем увеличения размера верхушечного участка.
Список библиографических ссылок
Патентная литература
[0006] Патентный документ 1: WO 2014/122570
Изложение сущности изобретения
Техническая проблема
[0007] Необходимо отметить, что когда шина, установленная с шиповой шпилькой, имеющей торцевую поверхность в форме вогнутого многоугольника, катится по обледенелым дорожным покрытиям, в углубленном участке верхушечного участка скапливается лед, срезаемый верхушечным участком, когда на шину действует вращающий момент. Скапливание мелких частиц льда в углубленном участке может приводить к ухудшению способности верхушечного участка разбивать лед, когда на шину действует вращающий момент, в результате чего ухудшаются ходовые качества.
Однако увеличение краев верхушечного участка приводит к увеличению степени износа дорожного покрытия при качении по необледенелому дорожному покрытию.
[0008] Целью настоящего изобретения является создание шиповой шпильки и пневматической шины, которые могут обеспечивать уменьшение степени износа дорожных покрытий при качении по необледенелым дорожным покрытиям при сохранении надлежащих ходовых качеств на обледенелых дорожных покрытиях.
Решение проблемы
[0009] Один аспект настоящего изобретения представляет собой шиповую шпильку, выполненную с возможностью установки в монтажное отверстие для шиповой шпильки на участке протектора пневматической шины, содержащую:
заглубленный базальный участок, выполненный с возможностью внедрения в монтажное отверстие для шиповой шпильки, которое проходит в радиальном направлении шины; и
верхушечный участок, выполненный с возможностью выступать от поверхности участка протектора, контактирующей с дорожным покрытием, когда заглубленный базальный участок внедрен в монтажное отверстие для шиповой шпильки;
причем верхушечный участок содержит торцевую поверхность с профилем в форме вогнутого многоугольника, содержащую один первый углубленный участок и один первый выступающий участок на концевом участке на стороне, противоположной первому углубленному участку; и
первый выступающий участок, выполненный с возможностью быть обращенным по направлению движения в направлении вдоль окружности шины, и первый углубленный участок, выполненный с возможностью быть обращенным против направления движения, когда шиповая шпилька установлена в монтажном отверстии для шиповой шпильки.
[0010] Первый выступающий участок предпочтительно имеет внутренний угол больше 90 градусов и меньше 180 градусов.
Первый углубленный участок предпочтительно имеет внутренний угол больше 270 градусов и меньше 360 градусов.
[0011] Первый углубленный участок предпочтительно образован смежной парой сторон первого углубленного участка.
Предпочтительно выполняется неравенство 1,0 ≤ L1/L2 ≤ 5,0,
где L1 - расстояние от вершины угла первого выступающего участка до вершины угла первого углубленного участка, а L2 - расстояние от прямой линии, соединяющей концевые точки пары сторон первого углубленного участка на стороне, противоположной углу первого углубленного участка, до вершины угла первого углубленного участка.
[0012] Торцевая поверхность заглубленного базального участка, на которой выполнен верхушечный участок, предпочтительно имеет профиль в форме вогнутого многоугольника, содержащего один второй углубленный участок и один второй выступающий участок на стороне, противоположной второму углубленному участку; и
второй выступающий участок предпочтительно обращен по направлению движения в направлении вдоль окружности шины, а второй углубленный участок обращен против направления движения.
[0013] Второй углубленный участок предпочтительно образован смежной парой сторон второго углубленного участка; и
предпочтительно выполняется неравенство 1,0 ≤ L1'/L2' ≤ 5,0,
где L1' - расстояние от вершины угла второго выступающего участка до вершины угла второго углубленного участка, а L2' - расстояние от прямой линии, соединяющей концевые точки пары сторон второго углубленного участка на стороне, противоположной углу второго углубленного участка, до вершины угла второго углубленного участка.
[0014] Другой аспект настоящего изобретения представляет собой пневматическую шину с обозначенным направлением вращения, содержащую:
шиповую шпильку, установленную в монтажном отверстии для шиповой шпильки на участке протектора;
причем шиповая шпилька содержит:
заглубленный базальный участок, внедренный в монтажное отверстие для шиповой шпильки, которое проходит в радиальном направлении шины; и
верхушечный участок, выступающий от поверхности участка протектора, контактирующей с дорожным покрытием, когда заглубленный базальный участок внедрен в монтажное отверстие для шиповой шпильки,
причем верхушечный участок содержит торцевую поверхность с профилем в форме вогнутого многоугольника, содержащую один первый углубленный участок и один первый выступающий участок на концевом участке на стороне, противоположной первому углубленному участку; и
шиповая шпилька размещена так, что первый выступающий участок обращен по направлению движения в направлении вдоль окружности шины, а первый углубленный участок обращен против направления движения.
[0015] Первый выступающий участок предпочтительно имеет внутренний угол больше 90 градусов и меньше 180 градусов.
Первый углубленный участок предпочтительно имеет внутренний угол больше 270 градусов и меньше 360 градусов.
[0016] Первый углубленный участок предпочтительно образован смежной парой сторон первого углубленного участка.
Предпочтительно выполняется неравенство 1,0 ≤ L1/L2 ≤ 5,0,
где L1 - расстояние от вершины угла первого выступающего участка до вершины угла первого углубленного участка, а L2 - расстояние от прямой линии, соединяющей концевые точки пары сторон первого углубленного участка на стороне, противоположной углу первого углубленного участка, до вершины угла первого углубленного участка.
[0017] Торцевая поверхность заглубленного базального участка, на котором выполнен верхушечный участок, предпочтительно имеет профиль в форме вогнутого многоугольника, содержащего один второй углубленный участок и один второй выступающий участок на стороне, противоположной второму углубленному участку; и
второй выступающий участок предпочтительно обращен по направлению движения в направлении вдоль окружности шины, а второй углубленный участок обращен против направления движения.
[0018] Второй углубленный участок предпочтительно образован смежной парой сторон второго углубленного участка; и
предпочтительно выполняется неравенство 1,0 ≤ L1'/L2' ≤ 5,0,
где L1' - расстояние от вершины угла второго выступающего участка до вершины угла второго углубленного участка, а L2' - расстояние от прямой линии, соединяющей концевые точки пары сторон второго углубленного участка на стороне, противоположной углу второго углубленного участка, до вершины угла второго углубленного участка.
Полезные эффекты изобретения
[0019] В соответствии с вышеописанными аспектами, благодаря установке в шине шиповой шпильки с выступающим участком, обращенным по направлению движения, при качении шины по обледенелым дорожным покрытиям выступающий участок врезается в лед обледенелого дорожного покрытия и разбивает его. В результате может быть достигнут достаточный эффект механического разрушающего воздействия на лед на обледенелом дорожном покрытии. Соответственно, может быть увеличено трение на обледенелом дорожном покрытии, а также могут быть улучшены ходовые качества за счет обеспечения упора.
Дополнительно благодаря установке в шине шиповой шпильки с углубленным участком, обращенным против направления движения, при торможении на обледенелом дорожном покрытии разбитый лед скапливается и уплотняется в углубленном участке. Уплотненный разбитый лед входит в контакт со льдом на обледенелом дорожном покрытии и вкапывается в него. Таким образом, можно улучшить характеристики торможения на льду. При торможении на необледенелых дорожных покрытиях только концевой участок углубленного участка входит в контакт с дорожным покрытием. Таким образом, может быть уменьшен износ необледенелых дорожных покрытий.
Краткое описание чертежей
[0020] На ФИГ. 1 представлен вид в поперечном сечении пневматической шины одного варианта осуществления.
На ФИГ. 2 представлен внешний вид в перспективе, показывающий шиповую шпильку 50A первого варианта осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 3 представлен вид сбоку, показывающий шиповую шпильку 50A, установленную на участке протектора.
На ФИГ. 4 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий форму торцевой поверхности 60а.
На ФИГ. 5 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий форму торцевой поверхности 60b.
На ФИГ. 6 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий форму торцевой поверхности 60c.
На ФИГ. 7 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий форму торцевой поверхности 60d.
На ФИГ. 8 представлен внешний вид в перспективе, показывающий шиповую шпильку 50B второго варианта осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 9 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий верхнюю торцевую поверхность 58b верхушечного участка 60B.
На ФИГ. 10 представлен внешний вид в перспективе, показывающий шиповую шпильку 5°C в соответствии с модифицированным примером второго варианта осуществления.
На ФИГ. 11 представлен внешний вид в перспективе, показывающий шиповую шпильку 50D в соответствии с модифицированным примером второго варианта осуществления.
Описание вариантов осуществления
[0021] Ниже подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.
Первый вариант осуществления
Общее описание шины
Ниже описана пневматическая шина настоящего варианта осуществления. На ФИГ. 1 представлен вид в поперечном сечении пневматической шины (именуемой в дальнейшем «шина») 10 настоящего варианта осуществления.
Шина 10, например, представляет собой шину для пассажирского транспортного средства. Шина для пассажирского транспортного средства относится к шине, определенной в соответствии с главой А публикации JATMA Yearbook 2012 (стандартов Японской ассоциации производителей автомобильных шин). Шина 10 также может представлять собой шину для легкого грузового автомобиля согласно определению в главе В или шину для грузового автомобиля или автобуса согласно определению в главе C.
Ниже подробно описаны значения размеров различных элементов рисунка шины в качестве примерных значений для шины для пассажирского транспортного средства. Однако пневматическая шина настоящего изобретения не ограничена данными примерными значениями.
[0022] Описанный ниже термин «направление вдоль окружности шины» относится к направлению (обоим направлениям) вращения поверхности протектора при вращении шины 10 вокруг оси вращения шины. «Радиальное направление шины» относится к направлению, которое проходит радиально перпендикулярно оси вращения шины. «Наружу в радиальном направлении шины» относится к направлению наружу от оси вращения шины в радиальном направлении шины. «Поперечное направление шины» относится к направлению, параллельному оси вращения шины. «Наружу в поперечном направлении шины» относится к обоим направлениям от центральной линии CL шины 10.
[0023] Структура шины
Шина 10 в основном включает в себя пару сердечников 11 борта, каркасный слой 12 и слой 14 брекера в качестве элементов несущей конструкции и резиновый элемент 18 протектора, резиновые элементы 20 боковой стенки, резиновые элементы 22 наполнителя борта, резиновые элементы 24 бортовой ленты и резиновый элемент 26 внутреннего покрытия, вокруг которых располагаются элементы несущей конструкции.
[0024] Пара сердечников 11 борта представляют собой кольцевые элементы, размещенные на концевых участках в поперечном направлении шины изнутри в радиальном направлении шины.
Каркасный слой 12 включает в себя один или более элементов каркасного слоя, выполненных из органических волокон, покрытых резиной. Элементы каркасного слоя проходят между парой сердечников 11 борта и вокруг них, образуя тороидальную форму.
Слой 14 брекера включает в себя множество элементов 14a, 14b брекера. Слой 14 брекера размещен снаружи каркасного слоя 12 в радиальном направлении шины и намотан в направлении вдоль окружности шины. Внутренний элемент 14а брекера в радиальном направлении шины имеет ширину в поперечном направлении шины, большую, чем ширина наружного элемента 14b брекера в радиальном направлении шины.
Элементы 14a, 14b брекера представляют собой элементы, выполненные из стального корда и покрытые резиной. Стальные корды элементов 14a, 14b брекера размещены под наклоном с заданным углом, например от 20 до 30 градусов, относительно направления вдоль окружности шины. Стальные корды элементов 14a, 14b брекера имеют наклон в противоположных направлениях относительно направления вдоль окружности шины и перекрещиваются друг с другом. Слой 14 брекера подавляет расширение каркасного слоя 12, вызванное давлением воздуха в шине 10.
[0025] Резиновый элемент 18 протектора размещен снаружи от слоя 14 брекера в радиальном направлении шины. Резиновые элементы 20 боковой стенки соединены с обоими концевыми участками резинового элемента 18 протектора. Резиновый элемент 18 протектора состоит из двух слоев: верхний резиновый элемент 18а протектора размещен снаружи в радиальном направлении шины, а нижний резиновый элемент 18b протектора размещен внутри в радиальном направлении шины. Верхний резиновый элемент 18a протектора снабжен продольными канавками, грунтозацепными канавками и монтажными отверстиями 40 для шиповых шпилек.
[0026] На наружной поверхности резинового элемента 20 боковой стенки в поперечном направлении шины выполнена зона (зона визуальной информации), где приведена информация о шине, такая как направление вращения, размер, модель, маркировка и страна изготовления.
Резиновые элементы 24 бортовой ленты находятся на внутренних концах резиновых элементов 20 боковой стенки в радиальном направлении шины. Резиновые элементы 24 бортовой ленты входят в контакт с диском, на котором установлена шина 10. Резиновые элементы 22 наполнителя борта размещены снаружи сердечника 11 борта в радиальном направлении шины таким образом, что они располагаются между каркасным слоем 12, намотанным вокруг сердечника 11 борта. Резиновый элемент 26 внутреннего покрытия находится на внутренней поверхности шины 10 и обращен к зоне полости шины, которая заполняется воздухом и окружена шиной 10 и диском.
Кроме того, в шине 10 предусмотрен защитный слой 28 брекера, который покрывает наружную поверхность слоя 14 брекера в радиальном направлении шины. Защитный слой 28 брекера выполнен из органических волокон, покрытых резиной.
[0027] Шина 10 имеет структуру, проиллюстрированную на ФИГ. 1. Однако пневматическая шина настоящего изобретения не ограничена данной структурой.
[0028] Шиповая шпилька
На ФИГ. 2 представлен внешний вид в перспективе, показывающий шиповую шпильку 50A первого варианта осуществления настоящего изобретения. На ФИГ. 3 представлен вид сбоку, показывающий шиповую шпильку 50A, установленную в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки, выполненное в резиновом элементе 18 протектора участка T протектора.
Шиповая шпилька 50A главным образом включает в себя заглубленный базальный участок 53A и верхушечный участок 60A. Заглубленный базальный участок 53А встроен в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки в шине. Шиповая шпилька 50A закреплена на участке протектора за счет зажимания заглубленного базального участка 53A резиновым элементом 18 протектора посредством боковой поверхности монтажного отверстия 40 для шиповой шпильки. Шиповая шпилька 50A включает в себя заглубленный базальный участок 53А и верхушечный участок 60A, причем заглубленный базальный участок 53А и верхушечный участок 60A выполнены в указанном порядке в направлении X. Следует отметить, что направление X соответствует направлению растяжения (продольному направлению) заглубленного базального участка 53A к верхушечному участку 60 и нормальному линейному направлению относительно поверхности протектора участка протектора, когда шиповая шпилька 50A установлена в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки. Дополнительно направления Y1 и Y2 соответствуют поперечному направлению шины, а направления Z1 и Z2 соответствуют направлению вдоль окружности шины. В шине 10 в соответствии с настоящим вариантом осуществления направление вращения указано в зоне визуальной информации, выполненной на наружной поверхности резинового элемента 20 боковой стенки в поперечном направлении шины. Направление Z1 представляет собой направление вращения шины 10, когда транспортное средство с установленной шиной 10 движется вперед, а направление Z2 представляет собой направление вращения шины 10, когда транспортное средство движется назад. Другими словами, сторона в направлении Z1 представляет собой сторону по направлению движения, а сторона в направлении Z2 представляет собой сторону против направления движения.
Заглубленный базальный участок 53A включает в себя нижний участок 54A, шейку 56A и участок 58A корпуса. Нижний участок 54A, шейка 56A и участок 58A корпуса образованы в этом порядке в направлении X.
[0029] Нижний участок 54A размещен на концевом участке, противоположном верхушечному участку 60A. Нижний участок 54A представляет собой фланец и предотвращает вращение шиповой шпильки 50A в монтажном отверстии 40 для шиповой шпильки при воздействии на шиповую шпильку 50A сил со стороны дорожного покрытия.
[0030] Шейка 56A представляет собой участок, соединяющий участок 58A корпуса с нижним участком 54A. Шейка 56A имеет трапециевидную форму с диаметром, который меньше максимального наружного диаметра нижнего участка 54A и участка 58A корпуса. В результате шейка 56A сформирована в виде углубленного участка относительно участка 58A корпуса и нижнего участка 54A, а нижний участок 54A и участок 58A корпуса имеют форму, подобную фланцам.
[0031] Участок 58A корпуса имеет цилиндрическую форму, и расположен между шейкой 56A и верхушечным участком 60A, и представляет собой фланцевую часть, присоединенную к верхушечному участку 60A. Участок 58A корпуса внедрен в резиновый элемент 18 протектора так, что верхняя концевая поверхность участка 58A корпуса открыта и по существу находится на одном уровне с поверхностью протектора, когда шиповая шпилька 50A установлена в шине 10.
[0032] Верхушечный участок 60A представляет собой участок, который, как показано на ФИГ. 3, выступает за пределы поверхности протектора, когда установлен на участке протектора, входит в контакт с дорожным покрытием и зацепляется за лед. Верхушечный участок 60А представляет собой участок, который выступает из верхней торцевой поверхности заглубленного базального участка 53А в форме столбика с основанием в виде вогнутого многоугольника. В настоящем варианте осуществления вершина верхушечного участка 60А (концевого участка в направлении X) сформирована как концевая поверхность 60a, которая перпендикулярна к направлению растяжения заглубленного базального участка 53А (направление Х на ФИГ. 2).
[0033] Верхушечный участок 60A может быть выполнен из того же металлического материала, что и заглубленный базальный участок 53A, или из других металлических материалов. Например, заглубленный базальный участок 53A и верхушечный участок 60A могут быть выполнены из алюминия. Дополнительно заглубленный базальный участок 53A может быть выполнен из алюминия, а верхушечный участок 60A может быть выполнен из вольфрама. В вариантах осуществления, в которых заглубленный базальный участок 53A и верхушечный участок 60A, например, выполнены из разных металлических материалов, верхушечный участок 60A может быть прикреплен к заглубленному базальному участку 53A посредством их сцепления путем вставки верхушечного участка 60A в отверстие (не показано), выполненное в верхней торцевой поверхности 58a участка 58A корпуса заглубленного базального участка 53A.
[0034] На ФИГ. 4 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий форму торцевой поверхности 60а. Как показано на ФИГ. 4, торцевая поверхность 60a имеет форму вогнутого многоугольника, и ее длина в поперечном направлении Y1, Y2 шины предпочтительно больше ее длины в направлении Z1, Z2 вдоль окружности шины. Шиповая шпилька 50А устанавливается в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки шины 10 таким образом, что горизонтальное направление на ФИГ. 4 соответствует поперечному направлению Y1, Y2 шины, а вертикальное направление на ФИГ. 4 соответствует направлению Z1, Z2 вдоль окружности шины.
[0035] Форма профиля торцевой поверхности 60a предпочтительно включает в себя пару сторон S1, S2 выступающего участка (сторон первого выступающего участка) и пару сторон S3, S4 углубленного участка (сторон первого углубленного участка). Форма профиля торцевой поверхности 60a предпочтительно представляет собой равнобедренный треугольник с парой сторон S1, S2 первого выступающего участка, из которого удален равнобедренный треугольник первого углубленного участка, образованный на двух сторонах парой сторон S3, S4 первого углубленного участка.
Пара сторон S1, S2 выступающего участка являются смежными и образуют выступающий участок (первый выступающий участок) 61A на концевом участке торцевой поверхности 60a в направлении Z1. Сторона S1 выступающего участка проходит от вершины A угла выступающего участка 61A в направлении Y2 и направлении Z2. Сторона S2 выступающего участка проходит от вершины A угла выступающего участка 61A в направлении Y1 и направлении Z2. Внутренний угол θA, образованный парой сторон S1, S2 выступающего участка на выступающем участке 61A, меньше 180 градусов. Внутренний угол θA предпочтительно больше 90 градусов и более предпочтительно лежит в диапазоне 110-160 градусов, как описано ниже.
[0036] Пара сторон S3, S4 углубленного участка являются смежными и образуют углубленный участок (первый углубленный участок) 62A на концевом участке торцевой поверхности 60a в направлении Z2. Углубленный участок 62A представляет собой треугольную зону, образованную отрезком L, который соединяет концевые точки пары сторон S3, S4 углубленного участка в направлении Z2 (отрезком, соединяющим вершину C угла, образованного стороной S3 углубленного участка и стороной S5, и вершину D угла, образованного стороной S4 углубленного участка и стороной S6), и парой сторон S3, S4 углубленного участка. Сторона S3 углубленного участка проходит от вершины A угла углубленного участка 62A в направлении Y2 и направлении Z2. Сторона S4 углубленного участка проходит от вершины угла углубленного участка 62A в направлении Y1 и направлении Z2. Форма профиля торцевой поверхности 60a содержит внутренний угол с вершиной B углубленного участка 62A, который больше 180 градусов и меньше 360 градусов. Другими словами, внутренний угол (360° - θB), образованный парой сторон S3, S4 углубленного участка 62A, больше 180 градусов. Внутренний угол (360° - θB) предпочтительно больше 270 градусов и меньше 360 градусов, как описано ниже.
Угол, образованный отрезком L и поперечным направлением Y1, Y2 шины, предпочтительно не больше 10°, и более предпочтительно отрезок L параллелен поперечному направлению Y1, Y2 шины.
[0037] Выступающий участок 61A и углубленный участок 62A предпочтительно расположены в по существу идентичных местах в поперечном направлении Y1, Y2 шины. В частности, угол, образованный прямой линией, соединяющей вершину A угла выступающего участка 61A и вершину B угла углубленного участка 62A, и направлением Z1, Z2 вдоль окружности шины, предпочтительно не больше 10°, и более предпочтительно указанная прямая линия параллельна направлению Z1, Z2 вдоль окружности шины.
[0038] Концевой участок стороны S1 выступающего участка в направлении Z2 и концевой участок стороны S3 углубленного участка в направлении Z2 соединены стороной S5. Дополнительно концевой участок стороны S2 выступающего участка в направлении Z2 и концевой участок стороны S4 углубленного участка в направлении Z2 соединены стороной S6. В настоящем варианте осуществления стороны S5, S6 параллельны поперечному направлению Y1, Y2 шины.
[0039] Стороны многоугольной торцевой поверхности 60a (стороны S1, S2 выступающего участка, стороны S3, S4 углубленного участка и стороны S5, S6) предпочтительно представляют собой отрезки прямой линии. Однако эти стороны могут быть изогнутыми, в результате чего они могут характеризоваться закругленностью. Например, стороны могут быть искривлены с радиусом кривизны, большим, чем длина торцевой поверхности 60а в поперечном направлении шины.
Угловые участки торцевой поверхности 60a выполнены за счет соединения двух смежных сторон в концевых точках с образованием угла, отличного от 180 градусов. Однако угловые участки могут иметь не острую, а скругленную форму. Например, угловые участки могут быть изогнутыми с радиусом кривизны не больше 1/10 длины самой короткой стороны торцевой поверхности 60a.
[0040] При переднем ходе транспортного средства на обледенелых дорожных покрытиях с низким трением шина 10 может проскальзывать, при этом поверхность протектора двигается в направлении Z1 относительно обледенелого дорожного покрытия. В настоящем варианте осуществления, благодаря выполнению выступающего участка 61A на концевом участке торцевой поверхности 60a в направлении Z1, при вращении шины 10 в направлении Z1 относительно обледенелого дорожного покрытия и сцеплении с ним выступающий участок 61A вкапывается в лед на обледенелом дорожном покрытии, разрушая его. Соответственно, может быть достигнут достаточный эффект механического разрушающего воздействия на лед на обледенелом дорожном покрытии, может быть увеличено трение на обледенелом дорожном покрытии, а также могут быть улучшены ходовые качества за счет обеспечения упора. Для достижения достаточного эффекта механического разрушающего воздействия на лед на обледенелом дорожном покрытии внутренний угол θA выступающего участка 61A более предпочтительно составляет не больше 160 градусов.
[0041] Лед, разбитый выступающим участком 61A, отводится наружу в поперечном направлении шины от выступающего участка 61A вдоль сторон S1, S2 выступающего участка. Таким образом, при переднем ходе транспортного средства разбитый лед не попадает в углубленный участок 62A, при этом разбитый лед, скопившийся в углубленном участке 62A, не препятствует упору.
Для отвода льда, разбитого выступающим участком 61A, наружу в поперечном направлении шины внутренний угол θA выступающего участка 61A предпочтительно не меньше 110 градусов. Дополнительно для способствования отводу разбитого льда в поперечном направлении шины вдоль сторон S1, S2 выступающего участка углы θ1, θ2, образованные сторонами S1, S2 выступающего участка с направлением Z1, Z2 вдоль окружности шины, предпочтительно больше 45 градусов.
[0042] При торможении поверхность протектора движется в направлении Z2 относительно дорожного покрытия. При торможении на обледенелых дорожных покрытиях разбитый лед, скапливающийся в углубленном участке 62A, сразу уплотняется боковыми стенками верхушечного участка 60A, в том числе стороной S3 углубленного участка, и боковой стенкой верхушечного участка 60A, в том числе стороной S4 углубленного участка, и затвердевает. При торможении на обледенелых дорожных покрытиях стороны S5, S6 торцевой поверхности 60A и затвердевший разбитый лед на отрезке L входят в контакт со льдом на обледенелом дорожном покрытии и вкапываются в лед. Таким образом, можно улучшить характеристики торможения на льду. При торможении на необледенелых дорожных покрытиях только стороны S5, S6 торцевой поверхности 60a верхушечного участка 60A входят в контакт с дорожным покрытием. Таким образом, может быть уменьшен износ необледенелых дорожных покрытий.
Для того чтобы стороны S3, S4 углубленного участка эффективно уплотняли разбитый лед, углы θ3, θ4, образованные парой сторон S3, S4 углубленного участка с направлением Z1, Z2 вдоль окружности шины, предпочтительно должны быть больше 0 градусов и меньше 45 градусов, а малый угол θB, образованный парой сторон S3, S4 углубленного участка 62A, предпочтительно должен быть меньше 90 градусов. Другими словами, в отношении внутреннего угла (360°-θB) углубленного участка 62A предпочтительно выполняется неравенство 270°<(360°-θB)<360°. Для того чтобы разбитый лед надежно скапливался в углубленном участке 62A, малый угол θB, образованный сторонами S3, S4 углубленного участка, предпочтительно должен быть больше 60 градусов. Другими словами, внутренний угол (360° - θB) углубленного участка 62A предпочтительно должен быть меньше 300°.
[0043] Дополнительно, благодаря выполнению углубленного участка 62A, может быть уменьшена масса верхушечного участка 60A. В результате может быть уменьшена сила, прикладываемая к дорожному покрытию верхушечным участком 60A, и, таким образом, может быть уменьшен износ дорожного покрытия.
Для достижения достаточного эффекта уменьшения массы верхушечного участка 60A предпочтительно выполняется неравенство L1/L2 ≤ 5,0 и более предпочтительно L1/L2 ≤ 3,0, где L1 - расстояние от вершины A угла выступающего участка 61A до вершины B угла углубленного участка 62A, а L2 - расстояние от вершины B угла углубленного участка 62A до отрезка L. Для того чтобы углубленный участок 62A надежно уплотнял разбитый лед, предпочтительно выполняется неравенство 1,0 ≤ L1/L2 и более предпочтительно 1,5 ≤ L1/L2.
[0044] Следует отметить, что в соответствии с вышеописанным вариантом осуществления верхушечный участок 60A включает в себя торцевую поверхность 60a с шестью сторонами (сторонами S1, S2 выступающего участка, сторонами S3, S4 углубленного участка и сторонами S5, S6). Однако это не является ограничением в отношении настоящего изобретения. Ниже описан модифицированный пример настоящего варианта осуществления.
[0045] Модифицированный пример 1
На ФИГ. 5 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий торцевую поверхность 60b в соответствии с первым модифицированным примером настоящего изобретения. В торцевой поверхности 60b в соответствии с первым модифицированным примером концевой участок стороны S1 выступающего участка в направлении Z2 и концевой участок стороны S3 углубленного участка в направлении Z2 соединены стороной S7. Сторона S7 проходит от концевого участка стороны S1 выступающего участка в направлении Z2 под наклоном в направлении Y1 и направлении Z2. Дополнительно концевой участок стороны S2 выступающего участка в направлении Z2 и концевой участок стороны S4 углубленного участка в направлении Z2 соединены стороной S8. Сторона S8 проходит от концевого участка стороны S2 выступающего участка в направлении Z2 под наклоном в направлении Y2 и направлении Z2. Таким образом, форма профиля торцевой поверхности 60b предпочтительно представляет собой пятиугольник, образованный пятью сторонами, а именно сторонами S1, S2 выступающего участка, сторонами S7, S8 и отрезком L, из которого удален треугольный первый углубленный участок, образованный парой сторон S3, S4 углубленного участка и отрезком L.
[0046] В соответствии с первым модифицированным примером при торможении на обледенелых дорожных покрытиях разбитый лед, скапливающийся в углубленном участке 62A, сразу уплотняется боковыми стенками верхушечного участка 60A, в том числе стороной S3 углубленного участка, и боковой стенкой верхушечного участка 60A, в том числе стороной S4 углубленного участка, и затвердевает. При торможении на обледенелых дорожных покрытиях уплотненный разбитый лед на отрезке L входит в контакт со льдом на обледенелом дорожном покрытии и вкапывается в лед. Таким образом, можно улучшить характеристики торможения на льду. При торможении на необледенелых дорожных покрытиях только углы с вершинами C, D входят в контакт с дорожным покрытием. Таким образом, может быть уменьшен износ необледенелых дорожных покрытий.
[0047] Модифицированный пример 2
На ФИГ. 6 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий верхнюю поверхность 60c в соответствии со вторым модифицированным примером настоящего изобретения. Как показано на ФИГ. 6, форма профиля торцевой поверхности 60c предпочтительно представляет собой пятиугольник, из которого удален треугольный первый углубленный участок, образованный парой сторон S3, S4 углубленного участка и отрезком L. В торцевой поверхности 60c в соответствии со вторым модифицированным примером концевой участок стороны S1 выступающего участка в направлении Z2 соединен с концевым участком стороны S7 в направлении Z1, концевой участок стороны S3 углубленного участка в направлении Z2 соединен с концевым участком стороны S5 в направлении Y1, а концевой участок стороны S7 в направлении Z2 соединен с концевым участком стороны S5 в направлении Y2. Дополнительно концевой участок стороны S2 выступающего участка в направлении Z2 соединен с концевым участком стороны S8 в направлении Z1, концевой участок стороны S4 углубленного участка в направлении Z2 соединен с концевым участком стороны S6 в направлении Y2, а концевой участок стороны S8 в направлении Z2 соединен с концевым участком стороны S6 в направлении Y1.
Стороны S5, S6 параллельны поперечному направлению Y1, Y2 шины.
Сторона S7 проходит от концевого участка стороны S1 выступающего участка в направлении Z2 под наклоном в направлении Y1 и направлении Z2. Сторона S8 проходит от концевого участка стороны S2 выступающего участка в направлении Z2 под наклоном в направлении Y2 и направлении Z2.
[0048] В соответствии со вторым модифицированным примером при торможении на обледенелых дорожных покрытиях разбитый лед, скапливающийся в углубленном участке 62A, сразу уплотняется боковыми стенками верхушечного участка 60A, в том числе стороной S3 углубленного участка, и боковой стенкой верхушечного участка 60A, в том числе стороной S4 углубленного участка, и затвердевает. При торможении на обледенелых дорожных покрытиях стороны S5, S6 торцевой поверхности 60A и затвердевший разбитый лед на отрезке L входят в контакт со льдом на обледенелом дорожном покрытии и вкапываются в лед. Таким образом, можно улучшить характеристики торможения на льду. При торможении на необледенелых дорожных покрытиях только стороны S5, S6 торцевой поверхности 60a верхушечного участка 60A входят в контакт с дорожным покрытием. Таким образом, может быть уменьшен износ необледенелых дорожных покрытий.
[0049] Модифицированный пример 3
На ФИГ. 7 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий верхнюю поверхность 60d в соответствии с третьим модифицированным примером настоящего изобретения. Как показано на ФИГ. 7, форма профиля торцевой поверхности 60d предпочтительно представляет собой семиугольник, образованный семью сторонами, а именно сторонами S1, S2 выступающего участка, сторонами S5, S6, S7, S8 и отрезком L, из которого удален треугольный первый углубленный участок, образованный парой сторон S3, S4 углубленного участка и отрезком L. В торцевой поверхности 60d концевой участок стороны S1 выступающего участка в направлении Z2 соединен с концевым участком стороны S9 в направлении Z1, концевой участок стороны S9 в направлении Z2 соединен с концевым участком стороны S7 в направлении Z1, а концевой участок стороны S7 в направлении Z2 соединен с концевым участком стороны S3 углубленного участка в направлении Z2. Дополнительно концевой участок стороны S2 выступающего участка в направлении Z2 соединен с концевым участком стороны S10 в направлении Z1, концевой участок стороны S10 углубленного участка в направлении Z2 соединен с концевым участком стороны S8 в направлении Z1, а концевой участок стороны S8 в направлении Z2 соединен с концевым участком стороны S4 углубленного участка в направлении Z2.
Стороны S9, S10 параллельны направлению Z1, Z2 вдоль окружности шины.
Сторона S7 проходит от концевого участка стороны S9 в направлении Z2 под наклоном в направлении Y1 и направлении Z2.
Сторона S8 проходит от концевого участка стороны S10 в направлении Z2 под наклоном в направлении Y2 и направлении Z2.
[0050] В соответствии с третьим модифицированным примером при торможении на обледенелых дорожных покрытиях разбитый лед, скапливающийся в углубленном участке 62A, сразу уплотняется боковыми стенками верхушечного участка 60A, в том числе стороной S3 углубленного участка, и боковой стенкой верхушечного участка 60A, в том числе стороной S4 углубленного участка, и затвердевает. При торможении на обледенелых дорожных покрытиях уплотненный разбитый лед на отрезке L входит в контакт со льдом на обледенелом дорожном покрытии и вкапывается в лед. Таким образом, можно улучшить характеристики торможения на льду. При торможении на необледенелых дорожных покрытиях только углы с вершинами C, D входят в контакт с дорожным покрытием. Таким образом, может быть уменьшен износ необледенелых дорожных покрытий.
[0051] Второй вариант осуществления
На ФИГ. 8 представлен вид в перспективе, показывающий шиповую шпильку 50B в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. В шиповой шпильке 50B второго варианта осуществления форма торцевой поверхности 60b верхушечного участка 60B сходна с таковой на ФИГ. 5. Другими словами, торцевая поверхность 60b представляет собой шестиугольник с пятью выступающими участками и одним углубленным участком.
Дополнительно заглубленный базальный участок 53В второго варианта осуществления имеет форму, отличную от формы заглубленного базального участка 53А первого варианта осуществления. Заглубленный базальный участок 53B шиповой шпильки 50B, показанной на ФИГ. 8, включает в себя нижний участок 54B, шейку 56B и участок 58B корпуса. Нижний участок 54B, шейка 56B и участок 58B корпуса образованы в этом порядке в направлении X.
[0052] В настоящем варианте осуществления форма верхней торцевой поверхности 58b участка 58B корпуса сходна с формой торцевой поверхности 60b, показанной на ФИГ. 5. Другими словами, верхняя торцевая поверхность 58b представляет собой шестиугольник с пятью выступающими участками и одним углубленным участком.
На ФИГ. 9 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий верхнюю торцевую поверхность 58b верхушечного участка 60B. Форма профиля верхней торцевой поверхности 58b включает в себя пару сторон S1', S2' выступающего участка (сторон второго выступающего участка) и пару сторон S3', S4' углубленного участка (сторон второго углубленного участка).
Стороны S1', S2' выступающего участка являются смежными и образуют выступающий участок 51B (второй выступающий участок) на концевом участке верхней торцевой поверхности 58b в направлении Z1. Сторона S1' выступающего участка проходит от вершины A' угла выступающего участка 51B в направлении Y2 и направлении Z2. Сторона S2' выступающего участка проходит от вершины A' угла выступающего участка 51B в направлении Y1 и направлении Z2. Внутренний угол θA', образованный парой сторон S1', S2' выступающего участка 51B, меньше 180 градусов. Внутренний угол θA' предпочтительно больше 90 градусов.
[0053] Стороны S3', S4' углубленного участка являются смежными и образуют углубленный участок 52B (второй углубленный участок) на концевом участке верхней торцевой поверхности 58a в направлении Z2. Углубленный участок 52B представляет собой треугольную зону, образованную отрезком L', который соединяет концевые точки пары сторон S3', S4' углубленного участка в направлении Z2 (отрезком, соединяющим вершину C' угла, образованного стороной S3' углубленного участка и стороной S7', и вершину D' угла, образованного стороной S4' углубленного участка и стороной S8'), и парой сторон S3', S4' углубленного участка. Сторона S3' углубленного участка проходит от вершины B' угла углубленного участка 62B в направлении Y2 и направлении Z2. Сторона S4' углубленного участка проходит от вершины B' угла углубленного участка 62B в направлении Y1 и направлении Z2. Внутренний угол (360° - θB'), образованный парой сторон S3', S4' углубленного участка 52B, больше 180 градусов. Внутренний угол (360° - θB') предпочтительно больше 270 градусов и меньше 360 градусов.
Угол, образованный отрезком L' и поперечным направлением Y1, Y2 шины, предпочтительно не больше 10°, и более предпочтительно отрезок L' параллелен поперечному направлению Y1, Y2 шины.
[0054] Выступающий участок 51B и углубленный участок 52B предпочтительно расположены в по существу идентичных местах в поперечном направлении Y1, Y2 шины. Другими словами, угол, образованный прямой линией, соединяющей вершину A' угла выступающего участка 51B и вершину B' угла углубленного участка 52B, и направлением Z1, Z2 вдоль окружности шины, предпочтительно не больше 10°, и более предпочтительно указанная прямая линия параллельна направлению Z1, Z2 вдоль окружности шины.
[0055] Концевой участок стороны S1' выступающего участка в направлении Z2 и концевой участок стороны S3' углубленного участка в направлении Z2 соединены стороной S7'. Сторона S7' проходит от концевого участка стороны S1' выступающего участка в направлении Z2 под наклоном в направлении Y1 и направлении Z2. Дополнительно концевой участок стороны S2' выступающего участка в направлении Z2 и концевой участок стороны S4' углубленного участка в направлении Z2 соединены стороной S8'. Сторона S8' проходит от концевого участка стороны S2' выступающего участка в направлении Z2 под наклоном в направлении Y2 и направлении Z2.
[0056] Стороны верхней торцевой поверхности 58b (стороны S1', S2' выступающего участка, стороны S3', S4' углубленного участка и стороны S7', S8') предпочтительно представляют собой отрезки прямой линии. Однако эти стороны могут быть изогнутыми, в результате чего они могут характеризоваться закругленностью. Например, стороны могут быть изогнуты с радиусом кривизны, большим, чем длина верхней торцевой поверхности 58b в поперечном направлении шины.
Угловые участки верхней торцевой поверхности 58b выполнены путем соединения двух смежных сторон в концевых точках с образованием угла, отличного от 180 градусов. Однако угловые участки могут иметь закругленность. Например, угловые участки могут быть изогнутыми с радиусом кривизны не больше 1/10 длины самой короткой стороны верхней торцевой поверхности 58b.
[0057] В настоящем варианте осуществления углубленный участок 52B выполнен на участке 58B корпуса, а также верхушечном участке 60B. В результате может быть уменьшена масса шиповой шпильки 50B и может быть уменьшен износ необледенелого дорожного покрытия. При торможении на обледенелых дорожных покрытиях разбитый лед, скапливающийся в углубленном участке 52B, сразу уплотняется боковыми стенками участка 58B корпуса, в том числе стороной S3' углубленного участка, и боковой стенкой участка 58B корпуса, в том числе стороной S4' углубленного участка, и затвердевает. При торможении на обледенелых дорожных покрытиях затвердевший разбитый лед на отрезке L' входит в контакт со льдом на обледенелом дорожном покрытии и вкапывается в лед. Таким образом, можно улучшить характеристики торможения на льду. Для того чтобы стороны S3', S4' углубленного участка эффективно уплотняли разбитый лед, малый угол θB', образованный парой сторон S3', S4' углубленного участка 52B, предпочтительно должен быть меньше 90 градусов. Другими словами, в отношении внутреннего угла (360° - θB') углубленного участка 52B предпочтительно выполняется неравенство 270° < (360° - θB') < 360°. Для того чтобы разбитый лед надежно скапливался в углубленном участке 52B, малый угол (360° - θB'), образованный сторонами S3', S4' углубленного участка, предпочтительно должен быть больше 60 градусов. Другими словами, внутренний угол (360° - θB') углубленного участка 52B предпочтительно должен быть меньше 300°.
[0058] Для достижения достаточного эффекта уменьшения массы участка 58B корпуса предпочтительно выполняется неравенство L1'/L2' ≤ 5,0 и более предпочтительно L1'/L2' ≤ 3,0, где L1' - расстояние от вершины A' угла выступающего участка 51B до вершины B' угла углубленного участка 52B, а L2' - расстояние от вершины B' угла углубленного участка 52B до отрезка L'. Для того чтобы углубленный участок 52B надежно уплотнял разбитый лед, предпочтительно выполняется неравенство 1,0 ≤ L1'/L2' и более предпочтительно 1,5 ≤ L1'/L2'.
[0059] Следует отметить, что в соответствии с вышеописанным вариантом осуществления участок 58B корпуса включает в себя верхнюю торцевую поверхность, форма которой сходна с формой торцевой поверхности 60b, показанной на ФИГ. 5. Однако форма участка корпуса, выполненного с углубленным участком, не ограничивается таковой. Например, участок корпуса может иметь верхнюю торцевую поверхность, форма которой сходна с формой торцевых поверхностей 60a, 60c, 60d, показанных на ФИГ. 4, 6 и 7. Дополнительно верхняя торцевая поверхность участка корпуса и торцевая поверхность верхушечного участка необязательно должны иметь сходные формы, и формы торцевой поверхности и участка корпуса могут комбинироваться произвольным образом.
[0060] Модифицированный пример 4
На ФИГ. 10 представлен внешний вид в перспективе, показывающий шиповую шпильку 5°C в соответствии с модифицированным примером второго варианта осуществления. Как показано на ФИГ. 10, вдоль линии профиля верхней торцевой поверхности 58b участка 58C корпуса выполнена скошенная поверхность 58c. При контакте участка 58C корпуса с дорожным покрытием шиповая шпилька находится в наклоненном положении. Как показано на ФИГ. 8, в варианте осуществления без скошенной поверхности 58c участок 58B корпуса входит в контакт с дорожным покрытием верхней торцевой поверхностью 58b. Однако, как показано на ФИГ. 10, в варианте осуществления со скошенной поверхностью 58c участок 58C корпуса входит в контакт с дорожным покрытием скошенной поверхностью 58c. Благодаря выполнению скошенной поверхности 58c увеличивается область контакта между участком 58C корпуса и дорожным покрытием. Таким образом, могут быть улучшены ходовые качества и характеристики торможения. Угол, образуемый скошенной поверхностью 58c и верхней торцевой поверхностью 58b, предпочтительно лежит в диапазоне от 110° до 160° и более предпочтительно от 120° до 150°.
[0061] Модифицированный пример 5
На ФИГ. 11 представлен внешний вид в перспективе, показывающий шиповую шпильку 50D в соответствии с модифицированным примером второго варианта осуществления. Как показано на ФИГ. 11, углубленный участок 52D, выполненный на участке 58D корпуса, необязательно должен проходить на всю длину участка 58D корпуса в направлении X и может проходить частично на длину от верхней торцевой поверхности 58b к шейке 56D (например, на половину всей длины участка 58D корпуса в направлении X). Как показано на ФИГ. 11, боковые поверхности на участке, где углубленный участок 52D выполнен на участке 58D корпуса, представляют собой наклонные поверхности 58d, 58e, которые наклонены относительно направления X. Угол, образованный наклонными поверхностями 58d, 58e, образующими углубленный участок 52D, и верхней торцевой поверхностью 58b, предпочтительно лежит в диапазоне от 110° до 160° и более предпочтительно от 120° до 150°.
[0062] Также в настоящем варианте осуществления благодаря выполнению углубленного участка 52D может быть уменьшена масса шиповой шпильки 50D и может быть уменьшен износ необледенелого дорожного покрытия. При торможении на обледенелых дорожных покрытиях разбитый лед, скапливающийся в углубленном участке 52D, сразу уплотняется наклонной поверхностью 58d, в том числе стороной S3' углубленного участка, и наклонной поверхностью 58e, в том числе стороной S4' углубленного участка, и затвердевает. При торможении на обледенелых дорожных покрытиях затвердевший разбитый лед входит в контакт со льдом на обледенелом дорожном покрытии и вкапывается в лед. Таким образом, можно улучшить характеристики торможения на льду. Следует отметить, что на ФИГ. 11 показана скошенная поверхность 58c, выполненная на участке 58D корпуса; однако скошенная поверхность 58c может и отсутствовать на участке 58D корпуса.
[0063] Примеры
Для проверки эффектов шиповых шпилек в соответствии с вариантами осуществления шиповые шпильки из примеров 1-26 и сравнительного примера были установлены в шины, сходные с шиной 10, показанной на ФИГ. 1. Шины имели размер 205/55R16.
В примерах 1-26 был использован верхушечный участок, включающий в себя торцевую поверхность, форма которой сходна с формой торцевой поверхности 60a, показанной на ФИГ. 5. Внутренний угол θA выступающего участка, малый угол θB, образованный парой сторон углубленного участка, и L1/L2 были заданы в соответствии со значениями, указанными в таблицах 1-4.
В сравнительном примере форма торцевой поверхности представляла собой ромбоид и был использован верхушечный участок без углубленного участка. Длины четырех сторон ромбоида были идентичны длине стороны выступающего участка из примера 1. Дополнительно один из внутренних углов ромбоида был идентичен внутреннему углу выступающего участка из примера 1.
[0064] В примерах 1-19 и сравнительном примере был использован заглубленный базальный участок, сходный с заглубленным базальным участком 53A, показанным на ФИГ. 2.
В примерах 20-25 был использован заглубленный базальный участок, сходный с заглубленным базальным участком 53B, показанным на ФИГ. 8. Малый угол θB', образованный парой сторон углубленного участка заглубленного базального участка, был задан в соответствии со значением, указанным в таблице 4.
В примере 26 был использован заглубленный базальный участок, сходный с заглубленным базальным участком 53C, показанным на ФИГ. 10. Угол скошенной поверхности относительно продольного направления составлял 45°.
[0065] Вышеописанные шиповые шпильки были установлены в монтажных отверстиях для шиповых шпилек так, чтобы углубленный участок был обращен против направления движения, а выступающий участок на стороне, противоположной углубленному участку, был обращен по направлению движения в направлении вдоль окружности шины.
Шины из вышеописанных примеров и традиционного примера были установлены на пассажирском транспортном средстве и оценивались с точки зрения характеристик торможения на льду и степени износа дорожного покрытия. Используемое пассажирское транспортное средство представляло собой переднеприводной седан с объемом двигателя 2000 куб. см. Внутреннее давление в шинах составляло 230 кПа как для передних колес, так и для задних колес. Шины имели размер 205/55R16. Нагрузка на шины составляла 450 кг на передних колесах и 300 кг на задних колесах.
[0066] Характеристики торможения на льду
Для оценки была взята обратная величина длины тормозного пути, полученная при движении вышеописанного пассажирского транспортного средства во время испытательного заезда по обледенелому дорожному покрытию, и результаты были выражены индексными значениями, при этом соответствующее значение для сравнительного примера было взято равным 100. Чем выше значения, тем лучше характеристики, на которые они указывают.
[0067] Степень износа дорожного покрытия
В дорожное покрытие был внедрен гранит, и вышеописанное пассажирское транспортное средство перемещалось по граниту. Степень износа определялась по разнице измеренной массы гранита до и после пробега. Для оценки были взяты обратные величины результатов измерения, которые были выражены индексными значениями, при этом соответствующее значение для сравнительного примера было взято равным 100. Чем выше значения, тем лучше характеристики, на которые они указывают.
Результаты представлены в таблицах 1-4.
[0068] [Таблица 1]
| Сравнительный пример | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | Пример 6 | Пример 7 | |
| θA | 80 | 80 | 90 | 100 | 110 | 130 | 160 | 170 |
| θB | - | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| L1/L2 | - | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Характеристики торможения на льду | 100 | 103 | 104 | 105 | 106 | 108 | 106 | 104 |
| Степень износа дорожного покрытия | 100 | 102 | 104 | 104 | 105 | 105 | 105 | 102 |
[0069] [Таблица 2]
| Пример 8 | Пример 9 | Пример 10 | Пример 11 | Пример 12 | Пример 13 | |
| θA | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 |
| θB | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
| L1/L2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Характеристики торможения на льду | 105 | 108 | 109 | 108 | 108 | 106 |
| Степень износа дорожного покрытия | 104 | 106 | 108 | 108 | 107 | 104 |
[0070] [Таблица 3]
| Пример 14 | Пример 15 | Пример 16 | Пример 17 | Пример 18 | Пример 19 | |
| θA | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 |
| θB | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| L1/L2 | 0,5 | 1 | 1,5 | 3 | 5 | 6 |
| Характеристики торможения на льду | 101 | 104 | 105 | 107 | 108 | 108 |
| Степень износа дорожного покрытия | 110 | 109 | 108 | 105 | 104 | 102 |
[0071] [Таблица 4]
| Пример 20 | Пример 21 | Пример 22 | Пример 23 | Пример 24 | Пример 25 | Пример 26 | |
| θA | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 |
| θB | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| L1/L2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| θB' | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 80 |
| Скошенный заглубленный базальный участок | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Да |
| Характеристики торможения на льду | 110 | 113 | 114 | 113 | 113 | 111 | 115 |
| Степень износа дорожного покрытия | 109 | 111 | 112 | 112 | 111 | 109 | 111 |
[0072] Как видно из сопоставления сравнительного примера с примером 1, благодаря установке в шине шиповой шпильки с углубленным участком, выполненным в верхушечном участке и обращенным против направления движения в направлении вдоль окружности шины, характеристики торможения на льду улучшились, а степень износа дорожного покрытия уменьшилась.
Как видно из сопоставления примеров 1-7, при значении внутреннего угла θA выступающего участка больше 90 градусов характеристики торможения на льду улучшились, а степень износа дорожного покрытия уменьшилась. В частности, при значении θA в диапазоне от 110 градусов до 160 градусов характеристики торможения на льду дополнительно улучшились, а степень износа дорожного покрытия дополнительно уменьшилась.
Как видно из сопоставления примеров 8-13, при значении внутреннего угла углубленного участка верхушечного участка в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов степень износа дорожного покрытия может быть уменьшена без значительного ухудшения характеристик торможения на льду.
[0073] Как видно из сопоставления примеров 14-19, при выполнении неравенства 1 ≤ L1/L2 ≤ 5 степень износа дорожного покрытия может быть уменьшена без изменения характеристик торможения на льду.
Как видно из сопоставления примера 11 и примеров 20-25, благодаря выполнению углубленного участка также в заглубленном базальном участке характеристики торможения на льду могут быть дополнительно улучшены.
Как видно из сопоставления примеров 20-25, при значении внутреннего угла θB' углубленного участка заглубленного базального участка больше 270 градусов степень износа дорожного покрытия может быть уменьшена без значительного ухудшения характеристик торможения на льду.
Как видно из сопоставления примеров 23 и 26, благодаря выполнению скошенной поверхности на заглубленном базальном участке характеристики торможения на льду могут быть улучшены.
[0074] Выше представлено подробное описание шиповой шпильки и пневматической шины настоящего изобретения. Однако пневматическая шина настоящего изобретения не ограничена представленными выше вариантами осуществления и может быть улучшена или модифицирована различными способами в пределах объема настоящего изобретения.
[0075] Перечень позиционных обозначений
10 - шина
40 - монтажное отверстие для шиповой шпильки
50A, 50B, 50C, 50D - шиповая шпилька
53A, 53B, 53C, 53D - заглубленный базальный участок
54A, 54B, 54C, 54D - нижний участок
56A, 56B, 56C, 56D - шейка
58A, 58B, 58C, 58D - участок корпуса
58A, 58b - торцевая поверхность
58c - скошенная поверхность
58d, 58e - наклонная поверхность
60A, 60B - верхушечный участок
60a, 60b, 60c, 60d - торцевая поверхность
51B, 51C, 51D, 61A, 61B - выступающий участок
52B, 52C, 52D, 62A, 62B - углубленный участок
A, A', B, B', C, C', D, D' - вершина угла
S1, S1', S2, S2' - сторона выступающего участка
S3, S3', S4, S4' - сторона углубленного участка
S5, S6, S7, S7', S8, S8', S9, S10 - сторона
1. Шиповая шпилька, выполненная с возможностью установки в монтажное отверстие для шиповой шпильки на участке протектора пневматической шины и содержащая:
заглубленный базовый участок, выполненный с возможностью внедрения в монтажное отверстие для шиповой шпильки, которое проходит в радиальном направлении шины; и
верхушечный участок, выполненный с возможностью выступать от поверхности участка протектора, контактирующей с дорожным покрытием, когда заглубленный базовый участок внедрен в монтажное отверстие для шиповой шпильки,
причем верхушечный участок содержит торцевую поверхность с профилем в форме вогнутого многоугольника, содержащую один первый углубленный участок и один первый выступающий участок на стороне, противоположной первому углубленному участку;
при этом первый выступающий участок, выполненный с возможностью быть обращенным по направлению движения в направлении вдоль окружности шины, и первый углубленный участок, выполненный с возможностью быть обращенным против направления движения, когда шиповая шпилька установлена в монтажном отверстии для шиповой шпильки;
причем торцевая поверхность верхушечного участка, на которой выполнен заглубленный базовый участок, имеет профиль в форме вогнутого многоугольника, содержащего один второй углубленный участок и один второй выступающий участок на стороне, противоположной второму углубленному участку, при этом второй выступающий участок обращен по направлению движения в направлении вдоль окружности шины, а второй углубленный участок обращен против направления движения.
2. Шиповая шпилька по п. 1, в которой:
первый выступающий участок имеет внутренний угол больше 90 градусов и меньше 180 градусов; а
первый углубленный участок имеет внутренний угол больше 270 градусов и меньше 360 градусов.
3. Шиповая шпилька по п. 1 или 2, в которой:
первый углубленный участок образован смежной парой сторон первого углубленного участка; и
выполняется неравенство 1,0 ≤ L1/L2 ≤ 5,0,
где L1 - расстояние от вершины угла первого выступающего участка до вершины угла первого углубленного участка, а L2 - расстояние от прямой линии, соединяющей концевые точки пары сторон первого углубленного участка на стороне, противоположной углу первого углубленного участка, до вершины угла первого углубленного участка.
4. Шиповая шпилька по п. 1 или 2, в которой:
второй углубленный участок образован смежной парой сторон второго углубленного участка; и
выполняется неравенство 1,0 ≤ L1'/L2' ≤ 5,0,
где L1' - расстояние от вершины угла второго выступающего участка до вершины угла второго углубленного участка, а L2' - расстояние от прямой линии, соединяющей концевые точки пары сторон второго углубленного участка на стороне, противоположной углу второго углубленного участка, до вершины угла второго углубленного участка.
5. Пневматическая шина с обозначенным направлением вращения, содержащая:
шиповую шпильку, установленную в монтажном отверстии для шиповой шпильки на участке протектора, причем шиповая шпилька содержит:
заглубленный базовый участок, внедренный в монтажное отверстие для шиповой шпильки, которое проходит в радиальном направлении шины; и
верхушечный участок, выступающий от поверхности участка протектора, контактирующей с дорожным покрытием, когда заглубленный базовый участок внедрен в монтажное отверстие для шиповой шпильки,
причем верхушечный участок содержит торцевую поверхность с профилем в форме вогнутого многоугольника, содержащую один первый углубленный участок и один первый выступающий участок на стороне, противоположной первому углубленному участку;
при этом шиповая шпилька размещена так, что первый выступающий участок обращен по направлению движения в направлении вдоль окружности шины, а первый углубленный участок обращен против направления движения;
причем торцевая поверхность верхушечного участка, на которой выполнен заглубленный базовый участок, имеет профиль в форме вогнутого многоугольника, содержащего один второй углубленный участок и один второй выступающий участок на стороне, противоположной второму углубленному участку, при этом шиповая шпилька размещена так, что второй выступающий участок обращен по направлению движения в направлении вдоль окружности шины, а второй углубленный участок обращен против направления движения.
6. Пневматическая шина по п. 5, в которой:
первый выступающий участок имеет внутренний угол больше 90 градусов и меньше 180 градусов; а
первый углубленный участок имеет внутренний угол больше 270 градусов и меньше 360 градусов.
7. Пневматическая шина по п. 5 или 6, в которой:
первый углубленный участок образован смежной парой сторон первого углубленного участка; и
выполняется неравенство 1,0 ≤ L1/L2 ≤ 5,0,
где L1 - расстояние от вершины угла первого выступающего участка до вершины угла первого углубленного участка, а L2 - расстояние от прямой линии, соединяющей концевые точки пары сторон первого углубленного участка на стороне, противоположной углу первого углубленного участка, до вершины угла первого углубленного участка.
8. Пневматическая шина по п. 5 или 6, в которой:
второй углубленный участок образован смежной парой сторон второго углубленного участка; и
выполняется неравенство 1,0 ≤ L1'/L2' ≤ 5,0,
где L1' - расстояние от вершины угла второго выступающего участка до вершины угла второго углубленного участка, а L2' - расстояние от прямой линии, соединяющей концевые точки пары сторон второго углубленного участка на стороне, противоположной углу второго углубленного участка, до вершины угла второго углубленного участка.
