ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TIRE

2413-541920RU/500
ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
ОПИСАНИЕ
Область техники
Настоящее изобретение относится к пневматическим шинам с шиповыми шпильками, установленными в участках протектора.
Уровень техники
Традиционные зимние шины обеспечивают сцепление на обледенелых дорожных покрытиях посредством шиповых шпилек, вставленных в участок протектора шины.
Типичные шиповые шпильки встраивают в монтажные отверстия для шиповых шпилек, выполненные в участке протектора. При встраивании шиповых шпилек в предназначенные для них монтажные отверстия эти монтажные отверстия для шиповых шпилек увеличиваются в диаметре. В этом состоянии в результате вставки шиповых шпилек в предназначенные для них монтажные отверстия шиповые шпильки прочно встраивают в монтажные отверстия для шиповых шпилек, и, следовательно, предотвращается выпадение шиповых шпилек из их монтажных отверстий при действии на них тормозящей и движущей силы или поперечной силы со стороны дорожного покрытия при качении шины во время движения.
Каждая шиповая шпилька включает в себя заглубленный базовый участок и верхушечный участок, выступающий на одной торцевой поверхности заглубленного базового участка. Заглубленный базовый участок плотно вставлен в монтажное отверстие для шиповой шпильки, сформированное на поверхности протектора шины, таким образом, что верхушечный участок выступает из поверхности протектора.
При контакте края верхушечного участка с обледенелым дорожным покрытием возникает краевой эффект, и шиповая шпилька обеспечивает большую силу сцепления. С учетом этого предпринимались попытки усилить этот краевой эффект за счет увеличения края верхушечного участка, контактирующего с обледенелым дорожным покрытием.
Известна шиповая шпилька, включающая в себя верхушечный участок, верхняя поверхность которого имеет форму вогнутого многоугольника, а боковая поверхность снабжена углубленным участком, чтобы увеличить край верхушечного участка (см., например, публикацию WO 14/122570).
Техническая проблема
Однако при движении шины, оборудованной такими шиповыми шпильками, имеющими верхнюю поверхность в форме вогнутого многоугольника, по обледенелому дорожному покрытию мелкие кусочки льда, отколотые верхушечными участками при торможении, могут скапливаться в углубленных частях верхушечных участков. Скопление таких мелких кусочков льда в углубленных участках может привести к снижению краевого эффекта верхушечных участков, в результате чего снижается эффективность торможения. Таким образом, для поддержания краевого эффекта необходимо удалять накопившийся лед из углубленных участков.
Задачей настоящего изобретения является разработка пневматической шины, включающей в себя шиповые шпильки, способные поддерживать краевой эффект верхушечных участков.
Решение проблемы
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения пневматическая шина включает в себя шиповые шпильки, вставленные в монтажные отверстия для шиповых шпилек участка протектора пневматической шины. Каждая шиповая шпилька включает в себя: заглубленный базовый участок, встроенный в участок протектора пневматической шины и проходящий в радиальном направлении шины; и верхушечный участок, выступающий из поверхности участка протектора, контактирующей с дорожным покрытием после встраивания заглубленного базового участка в участок протектора. Верхушечный участок имеет верхнюю поверхность, длина которой больше в поперечном направлении шины, чем в направлении вдоль окружности шины. Верхняя поверхность имеет контур, образованный: первым выступающим участком и вторым выступающим участком, выступающими к одной стороне в направлении вдоль окружности шины; первым углубленным участком, размещенным между первым выступающим участком и вторым выступающим участком и углубленным к другой стороне в направлении вдоль окружности шины; третьим выступающим участком и четвертым выступающим участком, выступающими к другой стороне в направлении вдоль окружности шины; и вторым углубленным участком, размещенным между третьим выступающим участком и четвертым выступающим участком и углубленным к одной стороне в направлении вдоль окружности шины. Первый углубленный участок и второй углубленный участок образованы парой смежных сторон верхней поверхности. Одна сторона из пары смежных сторон наклонена относительно поперечного направления шины под углом более 0° и менее 90°, а другая из пары смежных сторон наклонена в направлении, противоположном направлению наклона одной из пары смежных сторон относительно поперечного направления шины под углом более 0° и менее 90°.
Предпочтительно первый углубленный участок и второй углубленный участок находятся в одном и том же положении в поперечном направлении шины.
Предпочтительно верхняя поверхность включает в себя от шести до десяти выступающих участков, выступающих наружу.
Предпочтительно, чтобы соотношение Lmin/Lmax между расстоянием Lmin от первого углубленного участка до второго углубленного участка и максимальной длиной Lmax верхней поверхности в направлении вдоль окружности шины составляло 0,3 или более и 0,7 или менее.
Предпочтительно каждый из выступающих участков включает в себя угол, имеющий наклон 30° или более и 150° или менее.
Предпочтительно заглубленный базовый участок включает в себя: третий углубленный участок, углубленный от боковой поверхности заглубленного базового участка на одной стороне в направлении вдоль окружности шины к другой стороне; и четвертый углубленный участок, углубленный от боковой поверхности на другой стороне в направлении вдоль окружности шины к одной стороне.
Предпочтительно, например, заглубленный базовый участок включает в себя: участок корпуса, к которому прикреплен верхушечный участок; нижний участок, расположенный на концевом участке напротив участка корпуса; и шейку, соединяющую участок корпуса с нижним участком. Нижний участок включает в себя: третий углубленный участок, углубленный от боковой поверхности нижнего участка на одной стороне в направлении вдоль окружности шины к другой стороне; и четвертый углубленный участок, углубленный от боковой поверхности на другой стороне в направлении вдоль окружности шины к одной стороне.
В альтернативном варианте осуществления заглубленный базовый участок предпочтительно включает в себя: участок корпуса, к которому прикреплен верхушечный участок; нижний участок, расположенный на концевом участке напротив участка корпуса; и шейку, соединяющую участок корпуса с нижним участком. Участок корпуса включает в себя: пятый углубленный участок, углубленный от боковой поверхности участка корпуса на одной стороне в направлении вдоль окружности шины к другой стороне; и шестой углубленный участок, углубленный от боковой поверхности на другой стороне в направлении вдоль окружности шины к одной стороне.
Нижний участок может включать в себя третий углубленный участок и четвертый углубленный участок, а участок корпуса может включать в себя пятый углубленный участок и шестой углубленный участок.
Заглубленный базовый участок предпочтительно включает в себя: участок корпуса, к которому прикреплен верхушечный участок; нижний участок, расположенный на концевом участке напротив участка корпуса; и шейку, соединяющую участок корпуса с нижним участком. Нижний участок имеет поперечное сечение, перпендикулярное продольному направлению заглубленного базового участка, причем поперечное сечение имеет по существу прямоугольную форму с продольным направлением, совпадающим с направлением вдоль окружности шины.
Заглубленный базовый участок предпочтительно включает в себя: участок корпуса, к которому прикреплен верхушечный участок; нижний участок, расположенный на концевом участке напротив участка корпуса; и шейку, соединяющую участок корпуса с нижним участком. Нижний участок имеет поперечное сечение, перпендикулярное продольному направлению заглубленного базового участка, причем поперечное сечение имеет по существу прямоугольную форму с продольным направлением, совпадающим с направлением по ширине шины.
Полезные эффекты изобретения
В соответствии с вышеуказанным аспектом даже в случае скопления мелких кусочков льда в первом углубленном участке между первым выступающим участком и вторым выступающим участком, выступающими к одной стороне в направлении вдоль окружности шины, возможно удаление мелких кусочков льда, скапливающихся во втором углубленном участке между третьим выступающим участком и четвертым выступающим участком, выступающими к другой стороне в направлении вдоль окружности шины. Таким образом может сохраняться краевой эффект верхушечных участков.
Краткое описание чертежей
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, вставленную в участок протектора.
На ФИГ. 4 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий форму верхней поверхности 60а.
На ФИГ. 5 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий форму верхней поверхности 60b.
На ФИГ. 6 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий форму верхней поверхности 60c.
На ФИГ. 7 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий форму верхней поверхности 60d.
На ФИГ. 8 представлен внешний вид в перспективе, показывающий шиповую шпильку 50B второго варианта осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 9 представлен внешний вид в перспективе, показывающий шиповую шпильку 50C третьего варианта осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 10 представлен внешний вид в перспективе, показывающий шиповую шпильку 50D четвертого варианта осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 11 представлен внешний вид в перспективе, показывающий шиповую шпильку 50E пятого варианта осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 12 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий форму верхней поверхности согласно сравнительному примеру 2.
Описание вариантов осуществления изобретения
Ниже будут подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на рисунки.
Первый вариант осуществления
Общее описание шины
Ниже описана пневматическая шина настоящего варианта осуществления. На ФИГ. 1 представлен вид в поперечном сечении пневматической шины (в дальнейшем обозначена как «шина») 10 настоящего варианта осуществления.
Например, шина 10 применяется для легкового автомобиля. Шина для легкового автомобиля представляет собой шину, определенную, как указано в главе А публикации JATMA Yearbook 2012 (стандарты Японской ассоциации производителей автомобильных шин). Шина 10 может также представлять собой шину для небольшого грузового автомобиля, определенную, как указано в главе В, и шину для грузового автомобиля или автобуса, определенную, как указано в главе C.
Ниже подробно описаны значения размеров различных элементов рисунка шины, представленных в качестве примера значений для шины легкового автомобиля. Однако пневматическая шина настоящего изобретения не ограничена данными примерными значениями.
Описанный ниже термин «направление вдоль окружности шины» относится к направлению вращения (в обоих направлениях) поверхности протектора при вращении шины 10 вокруг оси вращения шины. «Радиальное направление шины» относится к направлению, которое проходит радиально перпендикулярно оси вращения шины. Термин «наружу в радиальном направлении шины» относится к направлению в одну сторону наружу от оси вращения шины в радиальном направлении шины. «Поперечное направление шины» относится к направлению, параллельному оси вращения шины. Термин «наружу в поперечном направлении шины» относится к направлениям в обе стороны от центральной линии CL шины 10.
Структура шины
Шина 10 в основном включает в себя пару сердечников 11 борта, каркасный слой 12 и слой 14 брекера в качестве компонентов несущей конструкции, вокруг которых располагаются: резиновый элемент 18 протектора, резиновые элементы 20, резиновые элементы 22 наполнителя борта, резиновые элементы 24 бортовой ленты и резиновый элемент 26 внутреннего покрытия.
Пара сердечников 11 борта представляют собой кольцевые элементы, размещенные на обоих концевых участках в поперечном направлении шины изнутри в радиальном направлении шины.
Каркасный слой 12 включает в себя один или несколько элементов 12а, 12b каркасного слоя, выполненных из органических волокон, покрытых резиной. Элементы 12a, 12b каркасного слоя проходят между парой сердечников 11 борта и вокруг них, образуя тороидальную форму.
Слой 14 брекера содержит множество элементов 14a, 14b брекера. Слой 14 брекера намотан в направлении вдоль окружности шины снаружи от каркасного слоя 12 в радиальном направлении шины. Внутренний элемент 14а брекера в радиальном направлении шины имеет ширину в поперечном направлении шины, большую, чем ширина внешнего 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 градусов до 30 градусов, по отношению к направлению вдоль окружности шины. Стальные корды элементов 14a, 14b брекера имеют наклон в противоположных друг другу направлениях относительно направления вдоль окружности шины и перекрещиваются друг с другом. Слой 14 брекера сводит к минимуму или предотвращает расширение каркасного слоя 12, вызванное давлением воздуха в шине 10.
Резиновый элемент 18 протектора размещен снаружи от слоя 14 брекера в радиальном направлении шины. Резиновые элементы 20 боковины соединены с обоими концевыми участками резинового элемента 18 протектора. Резиновый элемент 18 протектора состоит из двух слоев: верхний слой 18а резинового элемента протектора размещен снаружи в радиальном направлении шины, а нижний слой 18b резинового элемента протектора размещен внутри в радиальном направлении шины. Верхний слой 18a резинового элемента протектора снабжен продольной канавкой, грунтозацепной канавкой и монтажными отверстиями 40 для шиповых шпилек.
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 монтируют шину 10. Резиновые элементы 22 наполнителя борта размещены на наружной стороне сердечника 11 борта в радиальном направлении шины таким образом, что они располагаются между каркасным слоем 12, завернутым вокруг сердечника 11 борта. Резиновый элемент 26 внутреннего покрытия размещен 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 поверхность слоя 14 брекера в радиальном направлении шины. Защитный слой 28 брекера выполнен из органических волокон, покрытых резиной.
Шина 10 имеет структуру, проиллюстрированную на ФИГ. 1. Однако пневматическая шина настоящего изобретения не ограничена данной структурой.
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, вставленную 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 базовый участок 52A и верхушечный участок 60A. Заглубленный базовый участок 52А встраивают в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки в шине. Шиповая шпилька 50A закреплена в участке протектора посредством зажимания заглубленного базового участка 52A резиновым материалом 18 протектора посредством боковой поверхности монтажного отверстия 40 для шиповой шпильки. Шиповая шпилька 50A включает в себя заглубленный базовый участок 52A и верхушечный участок 60A, которые образованы в этом порядке в направлении X. Следует отметить, что направление X соответствует продольному направлению заглубленного базового участка 52A к верхушечному участку 60 и нормальному линейному направлению относительно поверхности протектора участка протектора, когда шиповая шпилька 50A вставлена в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки. Направление Y соответствует направлению к одной стороне в поперечном направлении шины, а направление Z - одному из направлений вращения в направлении вдоль окружности шины.
Заглубленный базовый участок 52A включает в себя нижний участок 54A, шейку 56A и участок 58A корпуса, которые сформированы в этом порядке в направлении X.
Нижний участок 54A размещен на концевом участке, противоположном верхушечному участку 60A. Нижний участок 54A имеет форму фланца и предотвращает вращение шиповой шпильки 50A в монтажном отверстии 40 для шиповой шпильки при воздействии на шиповую шпильку 50A силы со стороны дорожного покрытия.
Нижний участок 54A расположен на внешней периферической поверхности, контактирующей с боковой поверхностью монтажного отверстия 40 для шиповой шпильки, с углубленными участками 54а с обеих сторон в направлении вдоль окружности шины и углубленными участками 54b с обеих сторон в поперечном направлении шины. В частности, поперечное сечение нижнего участка 54B имеет по существу четырехугольную форму с закругленными углами. Четыре стороны по существу четырехугольной формы углублены с образованием четырех углубленных участков 54a, 54b. Нижний участок 54A, имеющий по существу четырехугольную форму, предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50A вокруг ее центральной оси, выровненной с направлением X. Следует отметить, что закругленные углы нижнего участка 54A могут предотвращать повреждение боковой поверхности монтажного отверстия 40 для шиповой шпильки. Формирование углубленных участков 54a, 54b может увеличить площадь поверхности на единицу объема нижнего участка 54A и, таким образом, может увеличить площадь поверхности, контактирующей с резиновым элементом 18 участка протектора, и силу трения, ограничивающую перемещение шиповой шпильки 50A. Резиновый элемент 18 протектора, заполняющий углубленные участки 54a, 54b, также предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50A вокруг ее центральной оси, выровненной с направлением X. Кроме того, углубленные участки 54а, 54b обеспечивают расположение первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 верхушечного участка 60А, который будет описан ниже, в направлении вдоль окружности шины.
Шейка 56A соединяет участок 58A корпуса с нижним участком 54A. Шейка 56A имеет форму усеченного конуса с диаметром, который меньше максимального внешнего диаметра нижнего участка 54A и участка 58A корпуса. Таким образом, 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.
Участок 58A корпуса, имеющий цилиндрическую форму, расположен между шейкой 56A и верхушечным участком 60A и сформирован в виде фланца, присоединенного к верхушечному участку 60A. Участок 58A корпуса встроен в резиновый элемент 18 протектора так, что верхняя концевая поверхность участка 58A корпуса открыта и находится на одном уровне с поверхностью протектора, когда шиповая шпилька 50A вставлена в шину 10.
Верхушечный участок 60A выступает из поверхности протектора, когда шиповая шпилька 50A вставлена в протекторный участок, как показано на ФИГ. 3, и контактирует с дорожным покрытием или сцепляется со льдом. Верхушечный участок 60А выступает из верхней поверхности заглубленного базового участка 52А в форме призмы с основанием в форме вогнутого многоугольника. В настоящем варианте осуществления на верхней части верхушечного участка 60А (концевого участка в направлении X) сформирована верхняя поверхность 60а (наружная концевая поверхность в радиальном направлении шины) перпендикулярно к продольному направлению заглубленного базового участка 52А (направление Х на ФИГ. 2).
Верхушечный участок 60A может быть выполнен из того же металлического материала, что и заглубленный базовый участок 52A, или из другого металлического материала. Например, заглубленный базовый участок 52A и верхушечный участок 60A может быть выполнен из алюминия. Альтернативно, заглубленный базовый участок 52A может быть выполнен из алюминия, а верхушечный участок 60A может быть выполнен из вольфрама. Когда заглубленный базовый участок 52A и верхушечный участок 60A выполнены из разных металлических материалов, верхушечный участок 60A может быть прикреплен к заглубленному базовому участку 52A посредством, например, вбивания верхушечного участка 60A для стыковки верхушечного участка 60A с отверстием (не показано), сформированным в верхней концевой поверхности участка 58A корпуса заглубленного базового участка 52A.
На ФИГ. 4 представлен вид в горизонтальной проекции, показывающий форму верхней поверхности 60а. Как показано на ФИГ. 4, верхняя поверхность 60а имеет многоугольную форму, длина которой больше в поперечном направлении шины, чем в направлении вдоль окружности шины. Шиповую шпильку 50А вставляют в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки в шине 10 так, что боковое направление на ФИГ. 4 соответствует поперечному направлению шины, а вертикальное направление на ФИГ. 4 - направлению вдоль окружности шины.
Верхняя поверхность 60a включает в себя по меньшей мере первый выступающий участок 61, второй выступающий участок 62, третий выступающий участок 63, четвертый выступающий участок 64, первый углубленный участок 81 и второй углубленный участок 82.
Первый выступающий участок 61 и второй выступающий участок 62 выполнены таким образом, чтобы выступать к одной стороне в направлении вдоль окружности шины (верхняя сторона на ФИГ. 4).
Первый выступающий участок 61 представляет собой угол, сформированный таким образом, что две смежные стороны, расположенные на одной стороне в направлении вдоль окружности шины между сторонами верхней поверхности 60а, образуют внутренний угол менее 180 градусов. По меньшей мере одна сторона S1 из двух сторон наклонена относительно поперечного направления шины, а другая сторона наклонена в направлении, противоположном направлению наклона стороны S1 по отношению к поперечному направлению шины, или параллельна поперечному направлению шины.
Второй выступающий участок 62 представляет собой угол, образованный двумя смежными сторонами на одной стороне в направлении вдоль окружности шины между сторонами верхней поверхности 60а. По меньшей мере одна сторона S2 из двух сторон наклонена относительно поперечного направления шины, а другая сторона наклонена в направлении, противоположном направлению наклона стороны S2 по отношению к поперечному направлению шины, или параллельна поперечному направлению шины.
Первый углубленный участок 81 размещен между первым выступающим участком 61 и вторым выступающим участком 62. Первый углубленный участок 81 углублен к другой стороне в направлении вдоль окружности шины (нижняя сторона на ФИГ. 4). Первый углубленный участок 81 представляет собой угол, образованный парой смежных сторон S1, S2 верхней поверхности 60а. Одна сторона S1 из пары сторон наклонена относительно поперечного направления шины под углом более 0 градусов и менее 90 градусов. Другая сторона S2 наклонена в направлении, противоположном направлению наклона первой стороны S1 относительно поперечного направления шины, под углом более 0 градусов и менее 90 градусов.
Третий выступающий участок 63 и четвертый выступающий участок 64 выполнены таким образом, чтобы выступать к другой стороне в направлении вдоль окружности шины (нижняя сторона на ФИГ. 4). Каждый из третьего выступающего участка 63 и четвертого выступающего участка 64 образован двумя смежными сторонами на другой стороне в направлении вдоль окружности шины между сторонами верхней поверхности 60а. Две парные стороны наклонены во взаимно противоположных направлениях относительно направления вдоль окружности шины и пересекаются друг с другом с образованием внутреннего угла величиной менее 180 градусов.
Третий выступающий участок 63 представляет собой угол, выполненный таким образом, что две смежные стороны, расположенные на одной стороне в направлении вдоль окружности шины между сторонами верхней поверхности 60а, образуют внутренний угол менее 180 градусов. По меньшей мере одна сторона S3 из двух сторон наклонена относительно поперечного направления шины, а другая сторона наклонена в направлении, противоположном направлению наклона стороны S3 по отношению к поперечному направлению шины, или параллельна поперечному направлению шины.
Четвертый выступающий участок 64 представляет собой угол, образованный двумя смежными сторонами на одной стороне в направлении вдоль окружности шины между сторонами верхней поверхности 60а. По меньшей мере одна сторона S4 из двух сторон наклонена относительно поперечного направления шины, а другая сторона наклонена в направлении, противоположном направлению наклона стороны S4 по отношению к поперечному направлению шины, или параллельна поперечному направлению шины.
Второй углубленный участок 82 размещен между третьим выступающим участком 63 и четвертым выступающим участком 64. Второй углубленный участок 82 углублен к одной стороне в направлении вдоль окружности шины (верхняя сторона на ФИГ. 4). Второй углубленный участок 82 представляет собой угол, образованный парой смежных сторон S3, S4 верхней поверхности 60а. Одна сторона S3 из пары сторон наклонена относительно поперечного направления шины под углом более 0 градусов и менее 90 градусов. Другая сторона S4 наклонена в направлении, противоположном направлению наклона одной стороны S3 относительно поперечного направления шины, под углом более 0 градусов и менее 90 градусов.
Стороны многоугольной верхней поверхности 60а предпочтительно представляют собой отрезки прямых. Тем не менее стороны могут быть изогнутыми и закругленными. Например, стороны могут быть изогнуты с радиусом кривизны, большим, чем длина верхней поверхности 60а в поперечном направлении шины.
Каждый из углов верхней поверхности 60а образован путем соединения конечных точек двух смежных сторон таким образом, что две смежные стороны образуют угол, отличный от 180 градусов. Тем не менее углы могут быть закруглены и, например, могут быть изогнуты с радиусом кривизны, меньшим или равным 1/10 самой короткой стороны верхней поверхности 60а.
В дополнение к первому-четвертому выступающим участкам 61-64 верхняя поверхность 60а может включать в себя один или несколько дополнительных выступающих участков. Число выступающих участков на верхней поверхности 60а предпочтительно составляет от шести до десяти, включая указанные первый-четвертый выступающие участки 61-64. Число выступающих участков менее шести не обеспечивает достаточный краевой эффект. С другой стороны, более десяти выступающих участков приводят к распределению краевых компонентов, создающему недостаточный механический эффект торможения на обледенелом дорожном покрытии.
В настоящем варианте осуществления верхняя поверхность 60а дополнительно включает в себя пятый выступающий участок 65 и шестой выступающий участок 66, размещенные на обоих концевых участках в поперечном направлении шины.
Пятый выступающий участок 65 выполнен таким образом, чтобы выступать к одной стороне в поперечном направлении шины (левая сторона на ФИГ. 4).
Шестой выступающий участок 66 выполнен таким образом, чтобы выступать к другой стороне в поперечном направлении шины (правая сторона на ФИГ. 4).
Внутренний угол верхней поверхности 60а в каждом из первого выступающего участка 61, второго выступающего участка 62, третьего выступающего участка 63, четвертого выступающего участка 64, пятого выступающего участка 65 и шестого выступающего участка 66 составляет менее 180 градусов, предпочтительно 30° или более и 150° или менее и более предпочтительно 60° или более и 130° или менее. Внутренний угол менее 30° не является предпочтительным, поскольку в этом случае краевой эффект становится чрезмерно большим, в результате чего мелкие кусочки льда легко скапливаются в первом углубленном участке 81 и втором углубленном участке 82. С другой стороны, внутренний угол более 150° не является предпочтительным, поскольку достаточный краевой эффект не может быть получен.
Внутренний угол верхней поверхности 60b в каждом из первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 составляет более 180°. Внутренний угол верхней поверхности 60b в каждом из первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 предпочтительно составляет 300° или менее и более предпочтительно 260° или менее. Внутренний угол более 300° не является предпочтительным, поскольку в этом случае мелкие кусочки льда легко скапливаются в первом углубленном участке 81.
В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 4, внутренний угол верхней поверхности 60b в каждом из первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 приблизительно в два раза (в 1,8-2,2 раза) больше внутреннего угла верхней поверхности 60а в каждом из первого выступающего участка 61, второго выступающего участка 62, третьего выступающего участка 63, четвертого выступающего участка 64, пятого выступающего участка 65 и шестого выступающего участка 66.
В частности, внутренний угол верхней поверхности 60а в каждом из первого выступающего участка 61, второго выступающего участка 62, третьего выступающего участка 63, четвертого выступающего участка 64, пятого выступающего участка 65 и шестого выступающего участка 66 составляет приблизительно 108°. Внутренний угол верхней поверхности 60b в каждом из первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 составляет приблизительно 216°.
В настоящем варианте осуществления верхняя поверхность 60а предпочтительно имеет ось симметрии - отрезок L1, соединяющий вершину пятого выступающего участка 65 с вершиной шестого выступающего участка 66. Верхняя поверхность 60а, имеющая ось симметрии - отрезок L1, позволяет расположить вершину первого выступающего участка 61 и вершину третьего выступающего участка 63 в одном и том же положении в поперечном направлении шины, вершину второго выступающего участка 62 и вершину четвертого выступающего участка 64 - в одном и том же положении в поперечном направлении шины, а вершину первого углубленного участка 81 и вершину второго углубленного участка 82 - в одном и том же положении в поперечном направлении шины при вставке шиповой шпильки 50А в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки с выравниванием отрезка L1 с поперечным направлением шины. При этом отрезок L2, соединяющий вершину первого углубленного участка 81 с вершиной второго углубленного участка 82, отрезок L3, соединяющий вершину первого выступающего участка 61 с вершиной третьего выступающего участка 63, и отрезок L4, соединяющий вершину второго выступающего участка 62 с вершиной четвертого выступающего участка 64, перпендикулярны отрезку L1.
В настоящем варианте осуществления верхняя поверхность 60а имеет ось симметрии - отрезок L2. Правая и левая половины относительно отрезка L2 являются пятиугольниками. Соответственно, при вставке шиповой шпильки 50А в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки с выравниванием отрезка L2 с поперечным направлением шины вершина первого выступающего участка 61 и вершина второго выступающего участка 62 находятся в одинаковом положении в направлении вдоль окружности шины, вершина третьего выступающего участка 63 и вершина четвертого выступающего участка 64 находятся в одинаковом положении в направлении вдоль окружности шины, вершина пятого выступающего участка 65 и вершина шестого выступающего участка 66 находятся в одинаковом положении в направлении вдоль окружности шины. Стороны S1 и S2 симметричны относительно отрезка L2, а стороны S3 и S4 симметричны относительно отрезка L2.
Кроме того, верхняя поверхность 60а обладает точечной симметрией относительно точки пересечения O отрезков L1 и L2. Соответственно, расстояние от отрезка L2 до отрезка L3 равно расстоянию от отрезка L2 до отрезка L4. Отрезок L5, соединяющий вершину первого выступающего участка 61 с вершиной четвертого выступающего участка 64, и отрезок L6, соединяющий вершину второго выступающего участка 62 с вершиной третьего выступающего участка 63, проходят через точку пересечения О.
Верхняя поверхность 60а, имеющая указанную симметричную форму, обеспечивает краевой эффект, проявляющийся в достаточной степени в любом направлении, за счет чего удается улучшить характеристики торможения и поворота при движении по снегу.
В настоящем варианте осуществления, даже в случае накопления при торможении мелких кусочков льда в первом углубленном участке 81 между первым выступающим участком 61 и вторым выступающим участком 62, выступающими к одной стороне в направлении вдоль окружности шины, возможно удаление мелких кусочков льда, скапливающихся во втором углубленном участке 82 между третьим выступающим участком 63 и четвертым выступающим участком 64, выступающими к другой стороне в направлении вдоль окружности шины. Например, если отрезок L1 параллелен дорожному покрытию, а отрезки L2, L3, L4 наклонены по отношению к дорожному покрытию, верхняя поверхность 60а контактирует с дорожным покрытием только на первом выступающем участке 61 и втором выступающем участке 62, или верхняя поверхность 60а контактирует с дорожным покрытием только на третьем выступающем участке 63 и четвертом выступающем участке 64.
Если верхняя поверхность 60а контактирует с дорожным покрытием только на первом выступающем участке 61 и втором выступающем участке 62, первый углубленный участок 81 находится в отдалении от дорожного покрытия. Таким образом, мелкие кусочки льда, скапливающиеся в первом углубленном участке 81, при торможении удаляются из треугольной области, образованной вершинами первого выступающего участка 61, второго выступающего участка 62 и первого углубленного участка 81 через зазор между верхней поверхностью 60а и дорожным покрытием на другой стороне в направлении вдоль окружности шины (нижняя сторона на ФИГ. 4).
С другой стороны, если верхняя поверхность 60а контактирует с дорожным покрытием только на третьем выступающем участке 63 и четвертом выступающем участке 64, второй углубленный участок 82 находится в отдалении от дорожного покрытия. Мелкие кусочки льда, скапливающиеся в первом углубленном участке 81, при торможении удаляются через зазор между верхней поверхностью 60а и дорожным покрытием через треугольную область, образованную вершинами третьего выступающего участка 63, четвертого выступающего участка 64 и второго углубленного участка 82 с другой стороны в направлении вдоль окружности шины (нижняя сторона на ФИГ. 4).
В соответствии с настоящим вариантом осуществления мелкие кусочки льда могут удаляться из первого углубленного участка 81 в сторону второго углубленного участка 82, обеспечивая поддержание краевого эффекта верхушечного участка 60А. Для реализации указанной выше функции предпочтительно, чтобы первый углубленный участок 81 располагался между третьим выступающим участком 63 и четвертым выступающим участком 64 в поперечном направлении шины, а второй углубленный участок 82 располагался между первым выступающим участком 61 и вторым выступающим участком 62 в поперечном направлении шины.
Кроме того, расположение первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 в одном и том же положении в поперечном направлении шины позволяет свести к минимуму расстояние от первого углубленного участка 81 до второго углубленного участка 82, за счет чего мелкие кусочки льда, скапливающиеся в первом углубленном участке 81, можно легче удалить во второй углубленный участок 82.
В данном случае максимальная длина Lmax от верхней поверхности 60а в направлении вдоль окружности шины в настоящем варианте осуществления равна длине отрезка L3 и отрезка L4. Расстояние Lmin от первого углубленного участка 81 до второго углубленного участка 82 равно длине отрезка L2. Отношение Lmin/Lmax составляет предпочтительно 0,3 или более и 0,7 или менее. Отношение Lmin/Lmax более 0,7 не является предпочтительным, поскольку достаточный краевой эффект в первом углубленном участке 81 и втором углубленном участке 82 не может быть получен. С другой стороны, отношение Lmin/Lmax менее 0,3 не является предпочтительным, поскольку в этом случае мелкие кусочки льда легко скапливаются в первом углубленном участке 81.
В описанном выше варианте осуществления изобретения верхушечный участок 60А имеет верхнюю поверхность 60а, включающую в себя шесть выступающих участков 61-66; однако настоящее изобретение не ограничивается этой конфигурацией, и верхняя поверхность может включать в себя от шести до десяти выступающих участков. Модифицированные примеры настоящего варианта осуществления будут описаны ниже.
Первый модифицированный пример
На ФИГ. 5 представлен вид в горизонтальной проекции, на котором показана верхняя поверхность 60b в соответствии с первым модифицированным примером настоящего изобретения. В первом модифицированном примере верхняя поверхность 60b включает в себя восемь выступающих участков 61-64, 67-70 и два углубленных участка 81, 82.
В первом модифицированном примере верхняя поверхность 60b также имеет форму, длина которой больше в поперечном направлении шины, чем в направлении вдоль окружности шины. Шиповую шпильку вставляют в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки в шине 10 так, что боковое направление на ФИГ. 5 соответствует поперечному направлению шины, а вертикальное направление на ФИГ. 5 - направлению вдоль окружности шины.
Первый выступающий участок 61 и второй выступающий участок 62 выполнены таким образом, чтобы выступать к одной стороне в направлении вдоль окружности шины (верхняя сторона на ФИГ. 5).
Первый углубленный участок 81 размещен между первым выступающим участком 61 и вторым выступающим участком 62. Первый углубленный участок 81 углублен к другой стороне в направлении вдоль окружности шины (нижняя сторона на ФИГ. 5).
Третий выступающий участок 63 и четвертый выступающий участок 64 выполнены таким образом, чтобы выступать к другой стороне в направлении вдоль окружности шины (нижняя сторона на ФИГ. 5).
Второй углубленный участок 82 размещен между третьим выступающим участком 63 и четвертым выступающим участком 64. Второй углубленный участок 82 углублен к одной стороне в направлении вдоль окружности шины (верхняя сторона на ФИГ. 5).
В первом модифицированном примере верхняя поверхность 60b включает в себя седьмой выступающий участок 67, восьмой выступающий участок 68, девятый выступающий участок 69 и десятый выступающий участок 70 в обоих концевых участках в поперечном направлении шины, но не включает в себя пятый выступающий участок 65 и шестой выступающий участок 66, что отличает ее от верхней поверхности 60b.
Седьмой выступающий участок 67 выполнен таким образом, чтобы выступать к одной стороне в направлении вдоль окружности шины и к одной стороне в поперечном направлении шины (верхняя левая сторона на ФИГ. 5).
Восьмой выступающий участок 68 выполнен таким образом, чтобы выступать к одной стороне в направлении вдоль окружности шины и к другой стороне в поперечном направлении шины (верхняя правая сторона на ФИГ. 5).
Девятый выступающий участок 69 выполнен таким образом, чтобы выступать к другой стороне в направлении вдоль окружности шины и к одной стороне в поперечном направлении шины (нижняя левая сторона на ФИГ. 5).
Десятый выступающий участок 70 выполнен таким образом, чтобы выступать к другой стороне в направлении вдоль окружности шины и к другой стороне в поперечном направлении шины (нижняя правая сторона на ФИГ. 5).
Верхняя поверхность 60b, имеющая такую форму, что его внешняя периферия выступает во всех направлениях в выступающих участках с первого по четвертый 61-64 и с седьмого по десятый 67-70, что обеспечивает краевой эффект, проявляющийся в достаточной степени в любом направлении, улучшая в результате характеристики торможения и поворота при движении по снегу.
В первом модифицированном примере внутренний угол верхней поверхности 60b в каждом из первого выступающего участка 61, второго выступающего участка 62, третьего выступающего участка 63, четвертого выступающего участка 64, седьмого выступающего участка 67, восьмого выступающего участка 68, девятого выступающего участка 69 и десятого выступающего участка 70 также составляет менее 180°, предпочтительно 30° или более и 150° или менее и более предпочтительно 60° или более и 130° или менее. Внутренний угол верхней поверхности 60b в каждом из первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 составляет более 180° и предпочтительно 300° или менее и более предпочтительно 260° или менее.
В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 5, внутренний угол верхней поверхности 60b в каждом из первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 приблизительно в два раза (в 1,8-2,2 раза) больше внутреннего угла верхней поверхности 60b в каждом из первого выступающего участка 61, второго выступающего участка 62, третьего выступающего участка 63, четвертого выступающего участка 64, седьмого выступающего участка 67, восьмого выступающего участка 68, девятого выступающего участка 69 и десятого выступающего участка 70. В частности, внутренний угол верхней поверхности 60b в каждом из первого выступающего участка 61, второго выступающего участка 62, третьего выступающего участка 63, четвертого выступающего участка 64, седьмого выступающего участка 67, восьмого выступающего участка 68, девятого выступающего участка 69 и десятого выступающего участка 70 составляет приблизительно 120°. Внутренний угол верхней поверхности 60b в каждом из первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 составляет приблизительно 240°.
В первом модифицированном примере верхняя поверхность 60b имеет ось симметрии - отрезок L2, соединяющий вершину первого углубленного участка 81 с вершиной второго углубленного участка 82. Правая и левая половины относительно отрезка L2 являются шестиугольниками. Соответственно, при вставке шиповой шпильки 50А в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки с выравниванием отрезка L2 с поперечным направлением шины вершина первого выступающего участка 61 и вершина второго выступающего участка 62 находятся в одинаковом положении в направлении вдоль окружности шины, вершина третьего выступающего участка 63 и вершина четвертого выступающего участка 64 - в одинаковом положении в направлении вдоль окружности шины, вершина пятого выступающего участка 65 и вершина шестого выступающего участка 66 - в одинаковом положении в направлении вдоль окружности шины, вершина седьмого выступающего участка 67 и вершина восьмого выступающего участка 68 - в одинаковом положении в направлении вдоль окружности шины, вершина девятого выступающего участка 69 и вершина десятого выступающего участка 70 - в одинаковом положении в направлении вдоль окружности шины.
Кроме того, верхняя поверхность 60b обладает осевой симметрией относительно отрезка L1, проходящего через среднюю точку М отрезка L2 перпендикулярно отрезку L2. Соответственно, при вставке шиповой шпильки 50А в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки с выравниванием отрезка L1 с поперечным направлением шины вершина первого выступающего участка 61 и вершина третьего выступающего участка 63 находятся в одинаковом положении в поперечном направлении шины, вершина второго выступающего участка 62 и вершина четвертого выступающего участка 64 - в одинаковом положении в поперечном направлении шины, вершина седьмого выступающего участка 67 и вершина девятого выступающего участка 69 - в одинаковом положении в поперечном направлении шины, вершина восьмого выступающего участка 68 и вершина десятого выступающего участка 70 - в одинаковом положении в поперечном направлении шины, вершина первого углубленного участка 81 и вершина второго углубленного участка 82 - в одинаковом положении в поперечном направлении шины.
Кроме того, верхняя поверхность 60b обладает точечной симметрией относительно средней точки М. Таким образом, как и в первом варианте осуществления, краевой эффект может в достаточной степени проявляться в любом направлении.
В первом модифицированном примере, даже в случае скопления мелких кусочков льда в первом углубленном участке 81 между первым выступающим участком 61 и вторым выступающим участком 62, выступающими к одной стороне в направлении вдоль окружности шины, возможно удаление мелких кусочков льда, скапливающихся во втором углубленном участке 82 между третьим выступающим участком 63 и четвертым выступающим участком 64, выступающими к другой стороне в направлении вдоль окружности шины.
Второй модифицированный пример
На ФИГ. 6 представлен вид в горизонтальной проекции, на котором показана верхняя поверхность 60c в соответствии со вторым модифицированным примером настоящего изобретения. В первом модифицированном примере верхняя поверхность 60c включает в себя десять выступающих участков 61-70 и два углубленных участка 81, 82.
Во втором модифицированном примере верхняя поверхность 60c также имеет форму, длина которой больше в поперечном направлении шины, чем в направлении вдоль окружности шины. Шиповую шпильку вставляют в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки в шине 10 так, что боковое направление на ФИГ. 6 соответствует поперечному направлению шины, а вертикальное направление на ФИГ. 6 - направлению вдоль окружности шины.
Первый выступающий участок 61 и второй выступающий участок 62 выполнены таким образом, чтобы выступать к одной стороне в направлении вдоль окружности шины (верхняя сторона на ФИГ. 6).
Первый углубленный участок 81 размещен между первым выступающим участком 61 и вторым выступающим участком 62. Первый углубленный участок 81 углублен к другой стороне в направлении вдоль окружности шины (нижняя сторона на ФИГ. 6).
Третий выступающий участок 63 и четвертый выступающий участок 64 выполнены таким образом, чтобы выступать к другой стороне в направлении вдоль окружности шины (нижняя сторона на ФИГ. 6).
Второй углубленный участок 82 размещен между третьим выступающим участком 63 и четвертым выступающим участком 64. Второй углубленный участок 82 углублен к одной стороне в направлении вдоль окружности шины (верхняя сторона на ФИГ. 6).
В первом модифицированном примере верхняя поверхность 60c включает в себя пятый выступающий участок 65, шестой выступающий участок 66, седьмой выступающий участок 67, восьмой выступающий участок 68, девятый выступающий участок 69 и десятый выступающий участок 70 в обоих концевых участках в поперечном направлении шины.
Пятый выступающий участок 65 выполнен таким образом, чтобы выступать к одной стороне в поперечном направлении шины (левая сторона на ФИГ. 6).
Шестой выступающий участок 66 выполнен таким образом, чтобы выступать к другой стороне в поперечном направлении шины (правая сторона на ФИГ. 6).
Седьмой выступающий участок 67 выполнен таким образом, чтобы выступать к одной стороне в направлении вдоль окружности шины и к одной стороне в поперечном направлении шины (верхняя левая сторона на ФИГ. 6).
Восьмой выступающий участок 68 выполнен таким образом, чтобы выступать к одной стороне в направлении вдоль окружности шины и к другой стороне в поперечном направлении шины (верхняя правая сторона на ФИГ. 6).
Девятый выступающий участок 69 выполнен таким образом, чтобы выступать к другой стороне в направлении вдоль окружности шины и к одной стороне в поперечном направлении шины (нижняя левая сторона на ФИГ. 6).
Десятый выступающий участок 70 выполнен таким образом, чтобы выступать к другой стороне в направлении вдоль окружности шины и к другой стороне в поперечном направлении шины (нижняя правая сторона на ФИГ. 6).
Верхняя поверхность 60c, имеющая такую форму, что ее внешняя периферия выступает во всех направлениях в выступающих участках с первого по десятый 61-70, обеспечивает краевой эффект, проявляющийся в достаточной степени в любом направлении, улучшая в результате характеристики торможения и поворота при движении по снегу.
Во втором модифицированном примере внутренний угол верхней поверхности 60c в каждом из первого выступающего участка 61, второго выступающего участка 62, третьего выступающего участка 63, четвертого выступающего участка 64, пятого выступающего участка 65, шестого выступающего участка 66, седьмого выступающего участка 67, восьмого выступающего участка 68, девятого выступающего участка 69 и десятого выступающего участка 70 также составляет менее 180°, предпочтительно 30° или более и 150° или менее и более предпочтительно 60° или более и 130° или менее. Внутренний угол верхней поверхности 60c в каждом из первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 составляет более 180° и предпочтительно 300° или менее и более предпочтительно 260° или менее.
В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 6, внутренний угол верхней поверхности 60c в каждом из первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 примерно в два раза (в 1,8-2,2 раза) больше внутреннего угла верхней поверхности 60c в каждом из первого выступающего участка 61, второго выступающего участка 62, третьего выступающего участка 63, четвертого выступающего участка 64, пятого выступающего участка 65, шестого выступающего участка 66, седьмого выступающего участка 67, восьмого выступающего участка 68, девятого выступающего участка 69 и десятого выступающего участка 70.
В частности, внутренний угол верхней поверхности 60c в каждом из первого выступающего участка 61, второго выступающего участка 62, третьего выступающего участка 63, четвертого выступающего участка 64, пятого выступающего участка 65, шестого выступающего участка 66, седьмого выступающего участка 67, восьмого выступающего участка 68, девятого выступающего участка 69 и десятого выступающего участка 70 составляет приблизительно 129°. Внутренний угол верхней поверхности 60c в каждом из первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 составляет приблизительно 257°.
Во втором модифицированном примере верхняя поверхность 60с имеет ось симметрии - отрезок L1, соединяющий вершину пятого выступающего участка 65 с вершиной шестого выступающего участка 66. Соответственно, при вставке шиповой шпильки 50А в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки с выравниванием отрезка L1 с поперечным направлением шины вершина первого выступающего участка 61 и вершина третьего выступающего участка 63 находятся в одинаковом положении в поперечном направлении шины, вершина второго выступающего участка 62 и вершина четвертого выступающего участка 64 - в одинаковом положении в поперечном направлении шины, вершина первого углубленного участка 81 и вершина второго углубленного участка 82 - в одинаковом положении в поперечном направлении шины.
При этом отрезок L2, соединяющий вершину первого углубленного участка 81 с вершиной второго углубленного участка 82, отрезок L3, соединяющий вершину первого выступающего участка 61 с вершиной третьего выступающего участка 63, и отрезок L4, соединяющий вершину второго выступающего участка 62 с вершиной четвертого выступающего участка 64, перпендикулярны отрезку L1.
Во втором модифицированном примере верхняя поверхность 60с имеет ось симметрии - отрезок L2. Правая и левая половины относительно отрезка L2 являются семиугольниками. Соответственно, при вставке шиповой шпильки 50А в монтажное отверстие 40 для шиповой шпильки с выравниванием отрезка L2 с поперечным направлением шины вершина первого выступающего участка 61 и вершина второго выступающего участка 62 находятся в одинаковом положении в направлении вдоль окружности шины, вершина третьего выступающего участка 63 и вершина четвертого выступающего участка 64 - в одинаковом положении в направлении вдоль окружности шины, вершина седьмого выступающего участка 67 и вершина восьмого выступающего участка 68 - в одинаковом положении в направлении вдоль окружности шины, вершина девятого выступающего участка 69 и вершина десятого выступающего участка 70 - в одинаковом положении в направлении вдоль окружности шины.
Во втором модифицированном примере верхняя поверхность 60с также обладает точечной симметрией относительно точки пересечения O отрезка L1 и отрезка L2. Таким образом, как и в первом варианте осуществления, краевой эффект может в достаточной степени проявляться в любом направлении.
Во втором модифицированном примере, даже в случае накопления мелких кусочков льда в первом углубленном участке 81 между первым выступающим участком 61 и вторым выступающим участком 62, выступающими к одной стороне в направлении вдоль окружности шины, возможно удаление мелких кусочков льда, скапливающихся во втором углубленном участке 82 между третьим выступающим участком 63 и четвертым выступающим участком 64, выступающими к другой стороне в направлении вдоль окружности шины.
Третий модифицированный пример
На ФИГ. 7 представлен вид в горизонтальной проекции, на котором показана верхняя поверхность 60d в соответствии с третьим модифицированным примером настоящего изобретения. Как показано на ФИГ. 7, верхняя поверхность 60d включает в себя два углубленных участка 81, 82 и двенадцать выступающих участков, включая первый выступающий участок 61, второй выступающий участок 62, третий выступающий участок 63 и четвертый выступающий участок 64. Верхняя поверхность 60d имеет ось симметрии - отрезок L2, соединяющий вершину первого углубленного участка 81 с вершиной второго углубленного участка 82. Правая и левая половины относительно отрезка L2 являются восьмиугольниками. Внутренний угол верхней поверхности 60d в каждом из двенадцати углубленных участков составляет приблизительно 135°. Внутренний угол верхней поверхности 60d в каждом из первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 составляет приблизительно 270°.
Верхняя поверхность 60d обладает осевой симметрией относительно отрезка L1, проходящего через среднюю точку М отрезка L2 перпендикулярно отрезку L2.
Кроме того, верхняя поверхность 60d обладает точечной симметрией относительно средней точки М. Таким образом, как и в первом варианте осуществления, краевой эффект может в достаточной степени проявляться в любом направлении.
В третьем модифицированном примере, даже в случае накопления мелких кусочков льда в первом углубленном участке 81 между первым выступающим участком 61 и вторым выступающим участком 62, выступающими к одной стороне в направлении вдоль окружности шины, возможно удаление небольших кусочков льда, скапливающихся во втором углубленном участке 82 между третьим выступающим участком 63 и четвертым выступающим участком 64, выступающими к другой стороне в направлении вдоль окружности шины.
Второй вариант осуществления
На ФИГ. 8 представлен вид в перспективе, на котором представлена шиповая шпилька 50B в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Шиповая шпилька 50B во втором варианте осуществления включает в себя верхушечный участок 60B, имеющий верхнюю поверхность 60b, форма которой изображена на ФИГ. 5. Заглубленный базовый участок 52В во втором варианте осуществления имеет форму, отличную от формы заглубленного базового участка 52А в первом варианте осуществления.
Заглубленный базовый участок 52B шиповой шпильки 50В, изображенной на ФИГ. 8, включает в себя нижний участок 54B, шейку 56B и участок 58B корпуса, которые формируются в этом порядке в направлении X.
Нижний участок 54B расположен на внешней периферической поверхности, контактирующей с боковой поверхностью монтажного отверстия 40 для шиповой шпильки, с углубленными участками 54а с обеих сторон в направлении вдоль окружности шины и с углубленными участками 54b с обеих сторон в поперечном направлении шины. В частности, поперечное сечение нижнего участка 54B имеет по существу четырехугольную форму с закругленными углами. Четыре стороны по существу четырехугольной формы углублены с образованием четырех углубленных участков 54a, 54b. В настоящем варианте осуществления одна пара сторон из четырех сторон по существу четырехугольной формы нижнего участка 54B обращена в поперечном направлении шины, а другая пара сторон - в направлении вдоль окружности шины. Стороны, обращенные в поперечном направлении шины, с углубленными участками 54a длиннее сторон, обращенных в направлении вдоль окружности шины, с углубленными участками 54b. Другими словами, поперечное сечение нижнего участка 54B перпендикулярно направлению X и имеет по существу прямоугольную форму с продольным направлением, совпадающим с поперечным направлением шины. Нижний участок 54B, имеющий по существу четырехугольную форму, предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50B вокруг ее центральной оси, выровненной с направлением X. Следует отметить, что закругленные углы нижнего участка 54 могут предотвращать повреждение боковой поверхности монтажного отверстия 40 для шиповой шпильки. Формирование углубленных участков 54a, 54b может увеличить площадь поверхности на единицу объема нижнего участка 54B и, таким образом, может увеличить площадь поверхности, контактирующей с резиновым элементом 18 участка протектора и силу трения, ограничивающую перемещение шиповой шпильки 50B. Резиновый элемент 18 протектора, заполняющий углубленные участки 54a, 54b, также предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50B вокруг ее центральной оси, совпадающей с направлением X. Кроме того, углубленные участки 54а, 54b обеспечивают расположение первого углубленного участка 71 и второго углубленного участка 82 верхушечного участка 60В в направлении вдоль окружности шины.
Шейка 56B соединяет участок 58B корпуса с нижним участком 54B. Шейка 56B имеет форму цилиндра с диаметром, который меньше максимального внешнего диаметра нижнего участка 54B и участка 58B корпуса. Таким образом, шейка 56B сформирована в виде углубленного участка относительно участка 58B корпуса и нижнего участка 54B, а нижний участок 54B и участок 58B корпуса имеют форму, подобную фланцам. Углубленные участки не формируются во внешней периферической поверхности шейки 56B.
Участок 58B корпуса размещен между шейкой 56B и верхушечным участком 60B и представляет собой подобный фланцу участок, соединенный с верхушечным участком 60B. Участок 58B корпуса расположен на внешней периферической поверхности, прижимаемой боковой поверхностью монтажного отверстия для шиповой шпильки, с углубленными участками 58а с обеих сторон в направлении вдоль окружности шины и углубленными участками 58b с обеих сторон в поперечном направлении шины. Эта внешняя периферическая поверхность входит в контакт с резиновым материалом 18 протекторного участка и прижимается к нему, и создаваемая при этом сила трения ограничивает перемещение шиповой шпильки 50B.
Участок 58B корпуса имеет поперечное сечение, перпендикулярное направлению X, по существу четырехугольной формы с закругленными углами и с четырьмя углубленными участками 58a, 58b, которые образованы четырьмя углубленными сторонами. Участок 58B корпуса, имеющий по существу четырехугольную форму, предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50B вокруг ее центральной оси, совпадающей с направлением X. Следует отметить, что закругленные углы участка 58B корпуса шиповой шпильки 50B могут предотвращать повреждение боковой поверхности монтажного отверстия для шиповой шпильки.
Формирование углубленного участка 58a, 58b позволяет увеличить площадь поверхности на единицу объема участка 58B корпуса и, таким образом, позволяет увеличить площадь поверхности контакта с резиновым элементом 18 протекторного участка и силу трения, ограничивающую перемещение шиповой шпильки 50B. Резиновый элемент 18 протектора, заполняющий углубленные участки 58a, 58b, также предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50B вокруг ее центральной оси, выровненной с направлением X. Кроме того, углубленные участки 58a, 58 обеспечивают расположение первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 верхушечного участка 60В в направлении вдоль окружности шины.
Участок 58B корпуса встроен в резиновый элемент 18 протектора так, что верхняя концевая поверхность участка 58B корпуса открыта и находится на одном уровне с поверхностью протектора, когда шиповая шпилька 50B вставлена в шину 10.
Шиповая шпилька 50B согласно второму варианту осуществления может обеспечивать достижение результата, аналогичного результату для шиповой шпильки 50А в соответствии с первым вариантом осуществления, и может свести к минимуму или предотвратить вращательное движение заглубленного базового участка 52В вокруг ее центральной оси, выровненной с направлением X. Соответственно, шиповая шпилька 50В обеспечивает ориентацию углубленных участков 81, 82 верхушечного участка 60В в направлении вдоль окружности шины.
В настоящем варианте осуществления изобретения верхушечный участок 60B имеет такую же форму, что и верхняя поверхность 60b, показанная на ФИГ. 5. Однако настоящее изобретение не ограничивается данной конфигурацией. Например, верхушечный участок может иметь верхнюю поверхность такой же формы, как у верхней поверхности 60а на ФИГ. 4 или верхней поверхности 60с на ФИГ. 6.
Третий вариант осуществления
На ФИГ. 9 представлен вид в перспективе, на котором показана шиповая шпилька 50С в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Шиповая шпилька 50С в третьем варианте осуществления включает в себя верхушечный участок 60C, имеющий верхнюю поверхность 60a, форма которой изображена на ФИГ. 4. Заглубленный базовый участок 52С в третьем варианте осуществления имеет форму, отличную от формы заглубленного базового участка 52А в первом варианте осуществления и формы заглубленного базового участка 52В во втором варианте осуществления.
Заглубленный базовый участок 52C шиповой шпильки 50С, изображенной на ФИГ. 9, содержит нижний участок 54C, шейку 56C и участок 58C корпуса, которые формируют в этом порядке в направлении X.
Нижний участок 54C расположен на внешней периферической поверхности, контактирующей с боковой поверхностью монтажного отверстия 40 для шиповой шпильки, с углубленными участками 54а с обеих сторон в направлении вдоль окружности шины. В частности, нижний участок 54С имеет по существу форму диска с двумя углубленными участками 54а, образованными с обеих сторон в направлении вдоль окружности шины. Два углубленных участка 54a нижнего участка 54С предотвращают или сводят к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50С вокруг ее центральной оси, совпадающей с направлением X. Формирование углубленных участков 54a позволяет увеличить площадь поверхности на единицу объема нижнего участка 54C и, таким образом, позволяет увеличить площадь поверхности контакта с резиновым элементом 18 протекторного участка и силу трения, ограничивающую перемещение шиповой шпильки 50C. Резиновый элемент 18 протектора, заполняющий углубленные участки 54a, также предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50С вокруг ее центральной оси, выровненной с направлением X. Кроме того, углубленные участки 54a обеспечивают расположение первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 верхушечного участка 60С в направлении вдоль окружности шины.
Шейка 56C соединяет участок 58C корпуса с нижним участком 54C. Шейка 56C имеет цилиндрическую форму, и ее диаметр меньше максимального внешнего диаметра нижнего участка 54C и максимального внешнего диаметра участка 58C корпуса. Таким образом, шейка 56C выполнена в виде углубленного участка относительно участка 58C корпуса и нижнего участка 54C, а нижний участок 54C и участок 58C корпуса имеют форму, подобную фланцам. Углубленные участки не формируются во внешней периферической поверхности шейки 56C.
Участок 58C корпуса размещен между шейкой 56C и верхушечным участком 60С и постепенно расширяется от шейки 56C к верхушечному участку 60C. Участок 58C корпуса расположен на внешней периферической поверхности, прижимаемой боковой поверхностью монтажного отверстия для шиповой шпильки, с углубленными участками 58а с обеих сторон в направлении вдоль окружности шины. Эта внешняя периферическая поверхность входит в контакт с резиновым материалом 18 протекторного участка и прижимается к нему, и создаваемая при этом сила трения ограничивает перемещение шиповой шпильки 50C.
Участок 58C корпуса имеет поперечное сечение, перпендикулярное к направлению X и имеющее форму круга с двумя выемками. Две выемки соответствуют положениям углубленных участков 58а с обеих сторон в направлении вдоль окружности шины. Углубленные участки 58a участка 58С корпуса предотвращают или сводят к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50С вокруг ее центральной оси, выровненной с направлением X. Следует отметить, что участок 58C корпуса, лишенный углов, за исключением углубленных участков 58а шиповой шпильки 50C, может предотвращать повреждение боковой поверхности монтажного отверстия для шиповой шпильки.
Формирование углубленных участков 58a позволяет увеличить площадь поверхности на единицу объема участка 58C корпуса и, таким образом, позволяет увеличить площадь поверхности контакта с резиновым элементом 18 протекторного участка и силу трения, ограничивающую перемещение шиповой шпильки 50C. Резиновый элемент 18 протектора, заполняющий углубленные участки 58a, также предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50С вокруг ее центральной оси, выровненной с направлением X. Кроме того, углубленные участки 58a обеспечивают расположение первого углубленного участка 81 и второго углубленного участка 82 верхушечного участка 60С в направлении вдоль окружности шины.
Участок 58C корпуса встроен в резиновый элемент 18 протектора так, что верхняя концевая поверхность участка 58C корпуса открыта и находится на одном уровне с поверхностью протектора, когда шиповая шпилька 50С вставлена в шину 10.
Шиповая шпилька 50С согласно третьему варианту осуществления может обеспечивать результат, аналогичный результату для шиповой шпильки 50А в соответствии с первым вариантом осуществления и шиповой шпильки 50B в соответствии со вторым вариантом осуществления, и может свести к минимуму или предотвратить вращательное движение заглубленного базового участка 52C вокруг ее центральной оси, выровненной с направлением X. Соответственно, шиповая шпилька 50С обеспечивает ориентацию углубленных участков 81, 82 верхушечного участка 60С в направлении вдоль окружности шины.
В настоящем варианте осуществления изобретения верхушечный участок 60С имеет такую же форму, что и верхняя поверхность 60a, показанная на ФИГ. 4. Однако настоящее изобретение не ограничивается данной конфигурацией. Например, верхушечный участок может иметь верхнюю поверхность такой же формы, как у верхней поверхности 60b на ФИГ. 5 или верхней поверхности 60с на ФИГ. 6.
Четвертый вариант осуществления
На ФИГ. 10 представлен вид в перспективе, на котором показана шиповая шпилька 50D в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения. Шиповая шпилька 50D в четвертом варианте осуществления включает в себя нижний участок 54D, имеющий форму, отличную от формы нижнего участка 54B шиповой шпильки 50В, показанной на ФИГ. 8.
В настоящем варианте осуществления одна пара сторон из четырех сторон по существу четырехугольной формы нижнего участка 54D обращена в поперечном направлении шины, а другая пара сторон - в направлении вдоль окружности шины. Стороны, обращенные в поперечном направлении шины, с углубленными участками 54a короче сторон, обращенных в направлении вдоль окружности шины, с углубленными участками 54b. Другими словами, поперечное сечение нижнего участка 54D перпендикулярно направлению X и имеет по существу прямоугольную форму с продольным направлением, совпадающим с направлением вдоль окружности шины.
В настоящем варианте осуществления, в котором верхняя поверхность 60b, проиллюстрированная на ФИГ. 5, аналогична верхней поверхности 60B во втором варианте осуществления, даже в случае скопления мелких кусочков льда в первом углубленном участке 81 между первым выступающим участком 61 и вторым выступающим участком 62, выступающими к одной стороне в направлении вдоль окружности шины, возможно удаление мелких кусочков льда, скапливающихся во втором углубленном участке 82 между третьим выступающим участком 63 и четвертым выступающим участком 64, выступающими к другой стороне в направлении вдоль окружности шины. Такая конфигурация может также предотвратить или свести к минимуму вращательное движение заглубленного базового участка 52D вокруг его центральной оси, совпадающей с направлением X.
Пятый вариант осуществления
На ФИГ. 11 представлен вид в перспективе, на котором показана шиповая шпилька 50E в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения. Шиповая шпилька 50E в пятом варианте осуществления включает в себя заглубленный базовый участок 52E, имеющий такую же форму, как заглубленный базовый участок 52В, показанный на ФИГ. 8, и верхушечный участок 60Е, имеющий такую же форму, как верхушечный участок 60C, показанный на ФИГ. 9.
В настоящем варианте осуществления, в котором верхняя поверхность 60a, проиллюстрированная на ФИГ. 4, аналогична верхней поверхности 60С в пятом варианте осуществления, даже в случае скопления мелких кусочков льда в первом углубленном участке 81 между первым выступающим участком 61 и вторым выступающим участком 62, выступающими к одной стороне в направлении вдоль окружности шины, возможно удаление мелких кусочков льда, скапливающихся во втором углубленном участке 82 между третьим выступающим участком 63 и четвертым выступающим участком 64, выступающими к другой стороне в направлении вдоль окружности шины. Эта конфигурация также позволяет предотвратить или свести к минимуму вращательное движение заглубленного базового участка 52E вокруг его центральной оси, выровненной с направлением X.
Примеры
Для проверки действия шиповых шпилек согласно вариантам осуществления такие же шиповые шпильки, как шиповые шпильки 60А, показанные на ФИГ. 2, были установлены на такие же шины, как шина 10, изображенная на ФИГ. 1. Размер шин: 205/55R16.
Верхушечный участок в стандартном примере имел округлую верхнюю поверхность.
Верхушечный участок в сравнительном примере 1 имел квадратную верхнюю поверхность. Шиповую шпильку вставляли в шину с одной парой противоположных углов между четырьмя углами квадрата, ориентированных в направлении вдоль окружности шины, и другой парой углов, ориентированных в поперечном направлении шины.
Верхушечный участок в сравнительном примере 2 имел верхнюю поверхность такой же формы, как изображена на ФИГ. 12. Верхняя поверхность, проиллюстрированная на ФИГ. 12, имеет такую же форму, как изображена на ФИГ. 5, за исключением того, что боковые стороны параллельны поперечному направлению шины на углубленных участках 81, 82.
Верхушечный участок в примере 1 имел верхнюю поверхность такой же формы, как и верхняя поверхность 60a, изображенная на ФИГ. 4.
Верхушечный участок в примере 2 имел верхнюю поверхность такой же формы, как и верхняя поверхность 60b, изображенная на ФИГ. 5.
Верхушечный участок в примере 3 имел верхнюю поверхность такой же формы, как верхняя поверхность 60c, изображенная на ФИГ. 6.
Верхушечный участок в примере 4 имел верхнюю поверхность такой же формы, как верхняя поверхность 60d, изображенная на ФИГ. 7.
Верхушечные участки в примерах 5-11 имели верхнюю поверхность такой же формы, как и верхняя поверхность 60b, изображенная на ФИГ. 5. В каждом из примеров 5-11 внутренний угол верхней поверхности на каждом из выступающих участков с первого по четвертый 61-64 был одинаковым, а отношение Lmin/Lmax было различным.
Каждый из верхушечных участков в примерах 12-19 имел верхнюю поверхность такой же формы, как и верхняя поверхность 60b, изображенная на ФИГ. 5. В примерах 12-19 отношение Lmin/Lmax было одинаковым, а внутренний угол верхней поверхности на каждом из выступающих участков с первого по четвертый 61-64 был различным.
«Число выступающих участков на одной стороне в направлении вдоль окружности» в таблицах 1-3 указывает число выступающих участков с одной стороны по отношению к прямой линии, проходящей через центр верхушечного участка в поперечном направлении шины, т. е. число выступающих участков с одной стороны относительно отрезков L1 на ФИГ. 4-7.
Шины для примеров и сравнительного примера были установлены на легковой автомобиль, после чего оценивали его характеристики торможения на льду.
Характеристики торможения на льду
Используемый легковой автомобиль представлял 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. Нагрузка на шины составляла 450 кг на каждое переднее колесо и 300 кг на каждое заднее колесо.
Этот легковой автомобиль проезжал по испытательной трассе с обледенелым дорожным покрытием, и водитель проводил сенсорную оценку реакции транспортного средства на поворот рулевого колеса, характеристик сцепления с дорогой и т. п. Результат оценки индексировали с помощью оценки стандартного примера, выраженной как 100. Больший индекс указывает на лучшие характеристики.
Результаты представлены в таблицах 1-3.
Таблица 1
Стандарт-ный пример
Сравнитель-ный пример 1
Сравнитель-ный пример 2
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Общее число выступающих участков
0
4
8
6
8
10
12
Число выступающих участков на одной стороне в направлении вдоль окружности
0
1
4
2
4
4
6
Lmin/Lmax
-
-
0,50
0,62
0,50
0,45
0,41
Угол (°) на выступающих участках
-
90
120
108
120
128,6
135
Торможение на льду
100
102
104
114
116
114
107
Таблица 2
Пример 5
Пример 6
Пример 7
Пример 8
Пример 9
Пример 10
Пример 11
Общее число выступающих участков
8
8
8
8
8
8
8
Число выступающих участков на одной стороне в направлении вдоль окружности
4
4
4
4
4
4
4
Lmin/Lmax
0,20
0,30
0,40
0,5
0,60
0,70
0,80
Угол (°) на выступающих участках
120
120
120
120
120
120
120
Торможение на льду
110
113
115
116
115
113
110
Таблица 3
Пример 12
Пример 13
Пример 14
Пример 15
Пример 16
Пример 17
Пример 18
Пример 19
Общее число выступающих участков
8
8
8
8
8
8
8
8
Число выступающих участков на одной стороне в направлении вдоль окружности
4
4
4
4
4
4
4
4
Lmin/Lmax
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
Угол (°) на выступающих участках
20
30
50
60
130
140
150
160
Торможение на льду
107
110
113
115
115
113
110
107
При сравнении стандартного примера, сравнительного примера 1 и примера 1 в таблице 1 становится понятно, что углубленные участки, расположенные с обеих сторон верхушечного участка в направлении вдоль окружности шины, улучшают характеристики торможения на льду. Из сравнения сравнительного примера 2 и примера 8 следует, что в примере 8, в котором углубленные участки образованы двумя сторонами, наклоненными в противоположных направлениях по отношению к поперечному направлению шины, характеристики торможения на льду лучше, чем в сравнительном примере 2, в котором на углубленных участках стороны параллельны поперечному направлению шины.
Из сравнения примеров 1-4 следует, что использование от шести до восьми выступающих участков дополнительно повышает эффективность торможения на льду.
Из сравнения примеров 5-11 в таблице 2 следует, что использование отношения Lmin/Lmax 0,3 или более и 0,7 или менее дополнительно повышает эффективность торможения на льду.
Из сравнения примеров 12-19 в таблице 3 следует, что внутренний угол 30° или более и 150° или менее верхней поверхности на каждом из выступающих участков с первого по четвертый повышает эффективность торможения на льду, а внутренний угол 60° или более и 130° или менее дополнительно повышает эффективность торможения на льду.
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.
Перечень позиционных обозначений
10 - шина
40 - монтажное отверстие для шиповой шпильки
50A, 50B, 50C - шиповая шпилька
52A, 52B, 52C - заглубленный базовый участок
54A, 54B, 54C - нижний участок
54a, 54b - углубленный участок
56A, 56B, 56C - шейка
58A, 58B, 58C - участок корпуса
58a, 58b - углубленный участок
60A, 60B, 60С - верхушечный участок
60a, 60b, 60c - верхняя поверхность