ШПИЛЬКА ШИПА И ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА Российский патент 2018 года по МПК B60C11/16 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001]

Настоящее изобретение относится к шпильке шипа, которая может устанавливаться в области протектора пневматической шины, а также к пневматической шине с установленной шпилькой шипа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002]

На снеговые шины в области протектора традиционно устанавливаются шпильки шипа, чтобы обеспечить сцепление шины с обледеневшим дорожным покрытием.

Шпилька шипа обычно устанавливается в отверстие для установки шпильки шипа, которое находится в области протектора шины. Шпилька шипа растягивает отверстие шпильки и плотно устанавливается в нем, так что шпилька шипа не выпадает из отверстия для установки шпильки шипа при торможении, езде или под действием боковых сил дорожного покрытия при движении шины.

[0003]

Шипы для шин (шпильки шипов) являются известной реализацией более легких шпилек шипов, которые улучшают показатели на покрытых льдом поверхностях (патентный документ 1). Упомянутая выше шпилька шипа состоит из ножки и шпильки. Ножка одним концом вставляется по направлению центральной оси в закрытое с одной стороны отверстие, образованное на поверхности протектора шины, и фиксируется на поверхности протектора; и шпилька выступает с другой стороны поверхности по направлению центральной оси ножки. При удалении части ножки между поверхностью с другой стороны круглой ножки, выходящей с другой стороны поверхности и выступающей по направлению центральной оси ножки, и окружающей поверхностью образуется ножка неправильной формы, в результате чего получается шпилька с полостями.

Патентные документы

[0004]

Патентный документ 1: WO/2012/117962

Задачи, на решение которых направлено настоящее изобретение

[0005]

Вместе с тем снеговые шины с шипами перемещаются не только по обледеневшему дорожному покрытию; снеговые шины с шипами также движутся по бетонированному дорожному покрытию или асфальтированному дорожному покрытию, которые относятся к более твердым дорожным покрытиям по сравнению с обледеневшими дорожными покрытиями, так что шпильки шипа довольно часто выпадают из своих гнезд.

При этом даже для шин, оснащенных упомянутыми выше шпильками шипов, отмечаются случаи, когда шпильки шипов часто выпадают (выпадение шпильки) из-за сил, действующих на шину, при движении, торможении или повороте транспортного средства на бетонированной или асфальтированной дороге. Выпадение шпилек будет происходить часто, если между шпилькой шипа и дорожным покрытием возникает срывающая сила и такая срывающая сила превышает силу, удерживающую шпильку шипа в резиновом материале протектора шины. Поэтому существует потребность в дальнейшем усовершенствовании таких пневматических шипованных шин из-за выпадения шпильки.

[0006]

В настоящем изобретении предлагается шпилька шипа, которая в состоянии улучшить показатели пневматической шины на обледеневших поверхностях и в то же время в меньшей степени подвержена выпадению шпильки из пневматической шины, а также предлагается пневматическая шина, оснащенная такой шпилькой шипа.

Способы решения задач

[0007]

Первым аспектом настоящего изобретения является шпилька шипа, установленная в отверстие для установки шпильки шипа в области протектора пневматической шины.

Такая шпилька шипа включает:

головку наконечника, выступающую из области протектора, обеспечивающую контакт с дорожным покрытием; и

заглубленное основание с ребристой нижней частью на конце, противоположном головке наконечника, проходящее в одном направлении; ребристую часть стержня между нижней частью и частью наконечника; заглубленное основание, установленное в область протектора пневматической шины, в котором устанавливается шпилька шипа, причем давление боковой поверхности отверстия для установки шпильки шипа на нижнюю часть и часть стержня обеспечивает фиксацию шпильки шипа.

Нижняя часть включает множество первых углублений, образованных на ее внешней периферической поверхности и вдоль нее, которые контактируют с боковой поверхностью отверстия для установки шпильки шипа; и часть стержня включает множество вторых углублений, образованных на ее внешней периферической поверхности и вдоль нее, которые контактируют с боковой поверхностью отверстия для установки шпильки шипа.

Первые углубления на нижней части и вторые углубления на части стержня размещены в том же периферическом положении, что и внешняя периферическая поверхность заглубленного основания.

[0008]

Предпочтительно, чтобы вдоль периферии внешней периферической поверхности до внешней периферической поверхности головки наконечника была бы образована по меньшей мере одна полость; и эта полость, первые углубления и вторые углубления образованы в том же периферическом положении на внешней периферической поверхности головки наконечника и внешней периферической поверхности заглубленного основания.

[0009]

Кроме того, предпочтительно, чтобы первый выступ был образован между первыми углублениями на периферии внешней периферической поверхности нижней части заглубленного основания, и форма первого выступа вдоль нижней части либо совпадала с половиной максимального размера нижней части в поперечном направлении, перпендикулярном выступающему направлению заглубленного основания, либо первая дуга была больше половины максимального размера с радиусом кривизны R₁.

[0010]

Предпочтительно, чтобы форма первых углублений вдоль внешней периферической поверхности представляла собой третью дугу, и радиус кривизны R₃ третьей дуги был больше радиуса кривизны R₁ первой дуги.

[0011]

Предпочтительно, чтобы длина первых углублений вдоль внешней периферической поверхности была бы больше длины первых выступов вдоль внешней периферической поверхности заглубленного основания.

[0012]

Также предпочтительно, чтобы второй выступ был образован между вторыми углублениями на периферии внешней периферической поверхности части стержня заглубленного основания и форма второго выступа вдоль части стержня совпадала с половиной максимального размера части стержня в поперечном направлении, перпендикулярном выступающему направлению заглубленного основания, или вторая дуга была больше половины максимального размера с радиусом кривизны R₂.

[0013]

Предпочтительно, чтобы форма вторых углублений вдоль внешней периферической поверхности представляла собой четвертую дугу, а радиус кривизны R₄ четвертой дуги был больше радиуса кривизны R₂ второй дуги.

[0014]

Предпочтительно, чтобы длина вторых углублений вдоль внешней периферической поверхности была бы больше длины вторых выступов вдоль внешней периферической поверхности заглубленного основания.

[0015]

Предпочтительно, чтобы максимальный размер L₁ нижней части в поперечном направлении, перпендикулярном выступающему направлению заглубленного основания, был больше максимального размера L₂ части стержня в поперечном направлении и минимальный размер L₄ нижней части в поперечном направлении, перпендикулярном выступающему направлению основания, был больше минимального размера L₅ части стержня в поперечном направлении.

Также предпочтительно, чтобы максимальный размер L₂ части стержня был больше минимального размера L₄ нижней части.

[0016]

Предпочтительно, чтобы отношение L₁/L₂ максимального размера L₁ нижней части в поперечном направлении к максимальному размеру L₂ части стержня в поперечном направлении было больше 1,0 и меньше или равно 1,5, причем поперечное направление перпендикулярно выступающему направлению заглубленного основания.

[0017]

Предпочтительно, чтобы отношение L₂/L₃ максимального размера L₂ части стержня в поперечном направлении к максимальному размеру L₃ головки наконечника в поперечном направлении, перпендикулярном выступающему направлению заглубленного основания шпильки шипа, было не менее 1,5 и не более 3,5.

[0018]

Если выступающее направление заглубленного основания шпильки шипа является направлением высоты, предпочтительно, чтобы для высоты от нижней поверхности нижней части заглубленного основания, противолежащей головке наконечника, которая представляет собой H₁, и для высоты от нижней поверхности до верхнего конца нижней части, которая представляет собой H₂, отношение H₁/H₂ высоты H₁ к высоте H₂ составляло бы от 6,0 до 9,0.

[0019]

Другим аспектом настоящего изобретения является пневматическая шина, особенностью которой является то, что упомянутая выше шпилька шипа устанавливается в отверстие для установки шпильки в области протектора пневматической шины.

[0020]

Предпочтительно, чтобы в пневматической шине боковая поверхность отверстия для установки шпильки шипа, примыкающая к нижней части отверстия для установки шпильки шипа, представляла бы собой криволинейную цилиндрическую поверхность с той же периферией, что и установка шпильки шипа; и

минимальный размер L₄ нижней части в поперечном направлении, перпендикулярном выступающему направлению заглубленного основания, превышает диаметр цилиндрической формы криволинейной поверхности, примыкающей к нижней части отверстия для установки шпильки шипа.

[0021]

Также предпочтительно, чтобы боковая поверхность отверстия для установки шпильки шипа, примыкающая к части стержня отверстия для установки шпильки шипа, представляла бы собой криволинейную цилиндрическую поверхность вдоль той же периферии, что и отверстие для установки шпильки шипа; и

минимальный размер L₅ части стержня в поперечном направлении, перпендикулярном выступающему направлению заглубленного основания, превышает диаметр цилиндрической формы криволинейной поверхности, примыкающей к части стрежня отверстия для установки шпильки шипа.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0022]

В соответствии с описанными выше аспектами шпилька шипа улучшает показатели пневматической шины на покрытых льдом поверхностях, при этом выпадение шпильки из пневматической шины происходит реже. Более того, появляется возможность предложить пневматическую шину со шпильками шипа, которые улучшают показатели на покрытых льдом поверхностях, причем по сравнению со стандартными шпильками шипа выпадение шпильки происходит реже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0023]

На ФИГ.1 представлен вид пневматической шины в разрезе в соответствии с настоящим вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.2 приводится развернутый вид сверху части рисунка протектора, на котором рисунок протектора шины в соответствии с настоящим вариантом осуществления развернут на виде сверху.

На ФИГ.3 приводится внешний вид в перспективе шпильки шипа в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

На ФИГ.4А приводится вид сбоку шпильки шипа в соответствии с настоящим вариантом осуществления, которая установлена в области протектора пневматической шины.

На ФИГ.4B определены размеры шпильки шипа в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

На ФИГ.5 приводится пояснительная схема движения шпильки шипа в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

На ФИГ.6А приводится пояснительная схема сил, действующих на шпильку шипа со стороны резины протектора, при соотношении L₁/L₂ больше 1.

На ФИГ.6В приводится пояснительная схема сил, действующих на шпильку шипа со стороны резины протектора, при соотношении L₁/L₂ меньше 1.

На ФИГ.7А приводится внешний вид в перспективе шпильки шипа в соответствии с вариантом осуществления, отличным от настоящего варианта осуществления.

На ФИГ.7В приводится вид сбоку шпильки шипа, приведенной на ФИГ.7А.

НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0024]

Общие пояснительные сведения о шине

Ниже приводятся пояснительные сведения о пневматической шине в соответствии с настоящим вариантом осуществления. На ФИГ.1 представлен вид пневматической шины 10 в разрезе (в дальнейшем «шина») в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Шина 10 представляет собой шипованную шину со шпильками шипов, установленными в области протектора.

Шина 10, например, представляет собой шину для пассажирского автомобиля. Определение шин для пассажирских автомобилей приводится в главе А ежегодника JATMA YEAR BOOK 2012 (Японской ассоциации производителей шин). Кроме того, настоящий вариант осуществления может применяться к шинам для небольших грузовиков в соответствии с определением в главе В или к шинам для грузовиков и автобусов в соответствии с определением в главе C.

Конкретные значения размеров для различных структурных элементов, приведенных в пояснении ниже, являются примерными значениями для шин пассажирских транспортных средств. Размеры пневматических шин не ограничиваются такими примерными значениями.

[0025]

Продольное направление шины, упоминаемое ниже в пояснении, соответствует направлению вращения (в обоих направлениях качения) поверхности протектора шины 10 вокруг оси вращения шины. Радиальным направлением шины называют направление, радиально проходящее вдоль направления, перпендикулярного оси вращения шины. Внешней частью радиального направления шины называют часть, отстоящую от оси вращения шины в радиальном направлении шины. Поперечным направлением шины называют направление, параллельное оси вращения шины, и внешней стороной в поперечном направлении шины называют две стороны вне центральной линии CL шины 10.

[0026]

Структура шины

Шина 10 включает слой 12 каркаса, брекер 14 и сердечник 16 борта, которые служат опорой конструкции. Шина 10 в основном включает резиновый элемент 18 протектора, резиновые элементы 20 боковой стенки, резиновые элементы 22 вкладыша борта, резиновые элементы 24 бортовой ленты и резиновый элемент 26 внутреннего покрытия вокруг данных элементов скелета.

[0027]

Слой 12 каркаса имеет тороидальную форму, навитую между парой сердечников 16 борта кольцевой формы, и включает покрытые резиной элементы 12a, 12b слоя каркаса из органического волокна. В шине 10, приведенной на ФИГ.1, слой 12 каркаса образован из элементов слоя 12a, 12b каркаса, при этом он также может быть образован из одного элемента слоя каркаса. На внешней стороне в радиальном направлении шины слоя 12 каркаса имеется брекер 14, образованный из двух элементов 14a, 14b брекера. брекер 14 изготовлен из покрытого резиной стального корда, расположенного под заранее определенным углом, например под углом от 20 до 30 градусов относительно продольного направления шины. Материал нижнего слоя брекера 14а шире, чем материал верхнего слоя брекера 14b в поперечном направлении шины. Направления наклона стальных кордов двух слоев элементов брекера 14a, 14b направлены противоположно друг другу. Таким образом, элементы брекера 14a, 14b пересекают слои и уменьшают расширение слоя 12 каркаса вследствие давления воздуха накачки.

[0028]

Элемент 18 резинового протектора находится на внешней стороне брекера 14 в радиальном направлении шины, а боковые резиновые элементы 20 соединяются с двумя концами элемента 18 резинового протектора, образуя область боковой стенки. Элемент 18 резинового протектора образован двумя слоями резинового элемента, причем верхний элемент 18а резинового протектора находится на внешней поверхности в радиальном направлении шины, а нижний элемент 18b резинового протектора находится на внутренней стороне в радиальном направлении шины. Резиновые элементы 24 бортовой ленты предусмотрены на концах на внутренних сторонах в радиальном направлении шины от резиновых элементов 20 боковой стенки и входят в контакт с диском, на котором установлена шина 10. Резиновый материал 22 вкладыша борта помещается между частью слоя 12 каркаса до навивания слоя 12 каркаса вокруг сердечников 16 борта и частью слоя 12 каркаса после навивания слоя 12 каркаса вокруг сердечников 16 борта, так чтобы находиться между ними. Резиновый элемент 26 внутреннего покрытия находится на внутренней поверхности шины 10, обращенной к области полости шины, которая заполняется воздухом и ограничена шиной 10 и диском.

Кроме того, шина 10 имеет защитный слой 28 брекера, изготовленный из органического волокна с резиновым покрытием, который покрывает брекер 14 с внешней стороны в радиальном направлении шины брекера 14.

[0029]

Шина 10 имеет такую структуру шины, хотя структура пневматической шины в соответствии с настоящим изобретением не ограничена структурой шины, представленной на ФИГ.1.

[0030]

Рисунок протектора

На ФИГ.2 приводится развернутый вид сверху части рисунка протектора, на котором рисунок 30 протектора шины 10 развернут на виде сверху. Как показано на ФИГ.2, шина 10 имеет обозначенное направление вращения R, которое указывает на одно направление в продольном направлении шины. Направление вращения R определяется нанесением цифры или символа и пр. на боковой стенке поверхности шины 10. На ФИГ.2. опущена шпилька шипа, установленная в области протектора. Шпилька шипа (см. ФИГ.3) устанавливается в отверстие для установки шпильки (черный кружок на ФИГ.2).

[0031]

Рисунок 30 протектора включает круговые главные канавки 32, 34, первые угловые канавки 36, вторые угловые канавки 38 и третьи угловые канавки 40. Множество первых угловых канавок 36, вторых угловых канавок 38 и третьих угловых канавок 40 образовано в продольном направлении шины (вертикальное направление на ФИГ.2) с заранее установленными интервалами.

[0032]

Круговые главные канавки 32, 34 расположены на одинаковом расстоянии от центральной линии CL шины наружу в поперечном направлении шины и проходят по прямой линии в продольном направлении шины.

[0033]

Первые угловые канавки 36 проходят от области поверхности контакта шины с дорожным покрытием между круговыми канавками 32, 34 в направлении, противоположном направлению вращения шины R (вверх на ФИГ.2), и продолжаются наружу в поперечном направлении шины. Первые угловые канавки 36 постепенно расширяются, по мере того как канавки 36 проходят до плечевой зоны шины области протектора, а затем от плечевой зоны резко меняют углы, до тех пор пока не достигают продольного направления шины; или иными словами, первые угловые канавки 36 проходят в направлении, противоположном направлению вращения шины R, пока не достигают края протектора Е.

[0034]

Вторые угловые канавки 38 проходят от области изнутри поверхности контакта шины с дорожным покрытием вне круговых главных канавок 32, 34 в поперечном направлении в направлении, противоположном направлению вращения шины R (вверх на ФИГ.2), и продолжаются наружу в поперечном направлении шины. Вторые угловые канавки 38 образованы параллельно первым угловым канавкам 36. Вторые угловые канавки 38 постепенно расширяются, по мере того как канавки 38 проходят до плечевой зоны шины области протектора, а затем от плечевой зоны резко меняют углы, до тех пор пока не достигают продольного направления шины; или иными словами вторые угловые канавки 38 проходят в направлении, противоположном направлению вращения шины R, пока не достигают края протектора Е. Вторые угловые канавки 38 находятся между двумя первыми угловыми канавками 36, которые соседствуют друг с другом в продольном направлении шины.

Третья угловая канавка 40 проходит от первых угловых канавок 36 ко вторым угловым канавкам 38, которые соседствуют с ними в продольном направлении шины, и продолжается через первые угловые канавки 36, следующие за вторыми угловыми канавками 38, в продольном направлении шины, а затем заканчивается в плечевой зоне шины. Третьи угловые канавки 40 проходят в одном направлении вдоль продольного направления шины, то есть в направлении, противоположном направлению вращения шины R (вверх на ФИГ.2), а затем продолжаются наружу в поперечном направлении шины. Описываемая ниже шпилька 50 шипа устанавливается в отверстие для установки шпильки шипа (черные кружки на ФИГ.2) в представленном рисунке 30 протектора.

Первые круговые главные канавки 32, 34, первая угловая канавка 36, вторая угловая канавка 38 и третья угловая канавка 40 имеют глубину, например, от 8,5 до 10,5 мм, а ширину канавки, например, до 12 мм. Рисунок протектора, представленный на ФИГ.2, является лишь одним из примеров; рисунок протектора шины, на которой может устанавливаться шпилька шипа в соответствии с настоящим вариантом осуществления, не ограничивается вариантом осуществления, пример которого приведен на ФИГ.2.

[0035]

Шпилька шипа

На ФИГ.3 приводится внешний вид в перспективе шпильки 50 шипа в соответствии с настоящим вариантом осуществления. ФИГ.4А представляет собой вид сбоку шпильки 50 шипа в соответствии с настоящим вариантом осуществления, установленной в области протектора пневматической шины. На ФИГ.4В определены размеры шпильки 50 шипа в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

Шпилька 50 шипа в основном состоит из головки наконечника 52 и заглубленного основания 54. Заглубленное основание 54 установлено внутри отверстия для установки шпильки шипа в области протектора пневматической шины, в котором она устанавливается. Шпилька 50 шипа прочно фиксируется на шине 10, поскольку боковые поверхности отверстия для установки шпильки шипа оказывают давление и обжимают заглубленное основание 54. Заглубленное основание 54 соприкасается с головкой наконечника 52. Заглубленное основание 54 включает часть 56 стержня, нижнюю часть 58 и часть 60 ножки. Нижняя часть 58 находится на противоположном конце от наконечника головки 52. Шпилька 50 шипа образована нижней частью 58, частью 60 ножки и частью стержня в указанном порядке в одном направлении X. Направление Х соответствует направлению, в котором проходит заглубленное основание 54 (выступающее направление).

[0036]

Как показано на ФИГ.4А, после установки шпильки 50 шипа в области протектора головка наконечника 52 будет именно той частью шпильки 50 шипа, которая выступает из поверхности протектора, вступает в контакт с дорожным покрытием и входит в зацепление со льдом. Головка наконечника 52 представляет собой часть в форме колонны, выступающей на верхней крайней поверхности заглубленного основания 54; в сечении колонны имеется проточка 52а, которая представляет собой четырехсторонний четырехугольник из углублений с закругленными вершинами. То есть внешняя периферическая поверхность головки наконечника 52 имеет четыре полости 52а, образованные в продольном направлении Y шпильки 50 шипа (см. ФИГ.3), а именно вдоль внешней периферической поверхности. В настоящем варианте осуществления на внешней периферической поверхности размещаются четыре полости 52а, вместе с тем предпочтительно, чтобы на внешней периферической поверхности была образована по меньшей мере одна или более полостей, то есть, предпочтительно размещать на внешней периферической поверхности одну, две, три, пять полостей.

[0037]

Часть 56 стержня представляет собой фланец, находящийся между головкой наконечника 52 и нижней частью 58, и соприкасается с головкой наконечника 52. Иными словами, головка наконечника 52 посажена на верхнюю крайнюю поверхность 54а части 56 стержня. При установке такой шпильки 50 шипа в шине 10 часть 56 стержня оказывается установленной внутри материала 18 резинового протектора. Внешняя периферическая поверхность части 56 стержня, которая обжимается боковыми поверхностями отверстия для установки шпильки шипа, имеет образованное на ее поверхности второе углубление 56а; второе углубление 56а проходит вдоль продольного направления Y шпильки 50 шипа. То есть второе углубление 56а проходит внутрь в радиальном направлении, перпендикулярном продольному направлению Y. Внешняя периферическая поверхность части 56 стержня входит в контакт, прижимается и фиксируется в материале 18 резинового протектора, что за счет силы трения не позволяет двигаться шпильке 50 шипа.

В целях предоставления более подробной информации в отношении части 56 стержня отметим, что сечение части 56 стержня сформировано таким образом, чтобы такое сечение было по существу четырехугольной формы, причем четыре стороны и четыре закругленные вершины образуют четыре вторых углубления 56a. В настоящем варианте осуществления на внешней периферической поверхности части стержня сформированы четыре вторых углубления 56а, вместе с тем на этой поверхности могут быть сформированы по меньшей мере два или более вторых углублений 56а, то есть два, три, пять или шесть. Сечение части 56 стержня необязательно имеет четырехугольную форму с закругленными вершинами, но может по существу иметь треугольную, пятиугольную, шестиугольную или многоугольную форму. В случае по существу многоугольной формы по меньшей мере две стороны многоугольника могут иметь второе углубление 56а. Разумеется, по меньшей мере часть по существу многоугольной формы или все стороны по существу многоугольной формы, то есть две стороны, три стороны, четыре стороны, пять сторон, шесть сторон и пр., могут иметь углубления для образования множества вторых углублений 56a.

[0038]

Вторые выступы 56b образованы так, что они выступают наружу между двумя вторыми углублениями 56а, которые находятся рядом друг с другом в продольном направлении Y на внешней периферии внешней периферической поверхности части 56 стержня на заглубленном основании 54. Форма вторых выступов 56b вдоль внешней периферической поверхности, то есть форма сечения вторых выступов 56b, представляет собой вторую дугу с радиусом кривизны R₂. Радиус кривизны R₂ предпочтительно равен половине максимального размера L₂ части 56 стержня в поперечном направлении, перпендикулярном выступающему направлению заглубленного основания 54; радиус кривизны R₂ может быть также предпочтительно больше половины максимального размера L₂. Как правило, часть 56 стержня вводится в отверстие для установки круглой шпильки шипа, образованное в области протектора шины 10; часть 56 стержня воздействует на резиновый материал 18 протектора в соответствии с максимальным размером части 56 стержня. Поэтому если радиус кривизны части 56 стержня больше половины упомянутого выше максимального размера, сила сжатия, действующая на него со стороны резинового материала протектора, равномерно распределена вдоль продольного направления Y части 56b второго выступа или же распределение силы сжатия имеет пик. Поэтому такая конструкция предотвращает вращение части 56 стержня в продольном направлении Y.

[0039]

Кроме того, форма части 56 стержня вдоль внешней периферической поверхности второго углубления 56a, то есть форма сечения части второго углубления 56а (если часть второго углубления 56а формируется вдоль поперечного направления) представляет собой четвертую дугу, где углубление вдается вовнутрь части 59 стержня. Радиус кривизны R₄ четвертой дуги предпочтительно больше радиуса кривизны R₂ второй дуги для второго выступа 56b. Если радиус кривизны R₄ четвертой дуги второго углубления 56a в части 56 стержня меньше или равен радиусу кривизны второй дуги R₂ второго выступа 56b, второе углубление 56а в части 56 стержня будет слишком глубоким, так что, когда заглубленное основание 54 вводится в отверстие для установки шпильки шипа, резиновый материал 18 протектора не сможет заполнить вдавленную часть второго углубления 56а, а значит, будет менее эффективно препятствовать вращению части 56 стержня в продольном направлении Y.

[0040]

Длина второго углубления 56а вдоль внешней периферической поверхности части 56 стержня предпочтительно больше длины выступа 56b вдоль внешней периферической поверхности части 56 стержня.

[0041]

Нижняя часть 58 представляет собой фланец, находящийся на концевой части, противоположной головке наконечника 52. Первое углубление 58а находится на внешней периферической поверхности ребристой нижней части 58, которая контактирует с отверстием для установки шпильки шипа. Более точно, сечение нижней части 58 имеет по существу четырехугольную форму с закругленными углами; четыре стороны по существу четырехугольной формы проточены, чтобы образовать четыре первых углубления 58a. Несмотря на то, что сечение нижней части 58 может по существу иметь четырехугольную форму с закругленными углами, сечение нижней части 58 может быть по существу многоугольным, например иметь по существу треугольную, пятиугольную или шестиугольную форму. В случае по существу многоугольной формы по меньшей мере две стороны по существу многоугольной формы должны быть проточены, чтобы образовать первое углубление 58a. Разумеется, по меньшей мере часть по существу многоугольной формы или все стороны по существу многоугольной формы, то есть две стороны, три стороны, четыре стороны, пять сторон, шесть сторон и пр., могут иметь углубления для образования множества первых углублений 58a.

[0042]

Первые углубления 58а и вторые углубления 56а в нижней части 58 и в части стержня, соответственно, на заглубленном основании 54 располагаются в том же периферическом положении на внешней периферической поверхности заглубленного основания 54 в круговом направлении Y. Такое расположение первых углублений 58а на нижней части 58 и вторых углублений 56а на части 56 стержня тем самым еще сильнее препятствует выпадению шпильки, как будет показано на примере описываемого ниже варианта осуществления. Одинаковое количество первых углублений 58а и вторых углублений 56а располагается в нижней части 58 и части 56 стержня соответственно; первые углубления 58а и вторые углубления 56а размещаются в том же периферическом положении в продольном направлении Y на нижней части 58 и части 56 стержня соответственно. Размещение «в том же периферическом положении» означает, что если в качестве точки отсчета азимутальных углов на периферии выбирается радиальное направление, перпендикулярное продольному направлению Y, разница между азимутальным углом центрального положения второго углубления 56a в продольном направлении Y и азимутальным углом центрального положения первого углубления 58а в продольном направлении составляет не более 5°.

[0043]

Вторые первые выступы 58c образованы так, что они выступают наружу между двумя первыми углублениями 58а, которые находятся рядом друг с другом в продольном направлении Y на внешней периферии внешней периферической поверхности нижней части 58 на заглубленном основании 54. Форма вторых выступов 58c вдоль нижней части 58, то есть форма сечения вторых выступов 58с представляет собой первую дугу с радиусом кривизны R₁. Радиус кривизны R₁ может составлять либо половину максимального размера нижней части 58 в поперечном направлении, перпендикулярном выступающему направлению заглубленного основания 54, или может быть больше половины максимального размера с радиусом кривизны R₁, если первый выступ 58с разрезать вдоль поперечного направления. Радиус кривизны R₁ предпочтительно составляет либо половину максимального размера нижней части 58 в поперечном направлении, перпендикулярном выступающему направлению заглубленного основания 54, или предпочтительно больше половины максимального размера. Как правило, нижняя часть 58 вводится в отверстие для установки круглой шпильки шипа, образованное в области протектора шины 10; нижняя часть 58 воздействует на резиновый материал протектора в соответствии с максимальным размером нижней части 58. Поэтому, если радиус кривизны R₁ первого выступа 58c на нижней части 58 составляет половину или больше половины максимума упомянутого выше максимального размера, сила сжатия, действующая на него со стороны резинового материала 18 протектора, равномерно распределена вдоль продольного направления Y первого выступа 58с или же распределение силы сжатия имеет пик. Поэтому такая конструкция предотвращает вращение нижней части 58 в продольном направлении Y.

[0044]

Кроме того, форма нижней части 58 вдоль внешней периферической поверхности первого углубления 58a, то есть форма сечения первого углубления 58а, если первое углубление 58а разрезать вдоль поперечного направления, представляет собой третью дугу, где углубление вдается вовнутрь нижней части 58. Радиус кривизны R₃ третьей дуги предпочтительно больше радиуса кривизны R₁ первой дуги для первого выступа 58c. Если радиус кривизны R₃ третьей дуги второго углубления 58a в нижней части 58 меньше или равен радиусу кривизны первой дуги R₁ первого выступа 58c, первое углубление 58a в нижней части 58 будет слишком глубоким, так что, когда заглубленное основание 54 вводится в отверстие для установки шпильки шипа, резиновый материал 18 протектора не сможет заполнить вдавленную часть первого углубления 58а, а значит будет менее эффективно препятствовать вращению нижней части 58 в продольном направлении Y.

[0045]

Длина первого углубления 58с вдоль внешней периферической поверхности нижней части 58 предпочтительно больше длины выступа 58а вдоль внешней периферической поверхности нижней части 58. Если длина первого углубления 58а вдоль внешней периферической поверхности будет больше длины первого выступа 58с вдоль внешней периферической поверхности нижней части 58, за счет этого будет создаваться более эффективное противодействие вращению нижней части 58 в продольном направлении Y.

[0046]

Часть 60 ножки связывает часть 56 стержня и нижнюю часть 58, и ее сечение меньше по сравнению с частью 56 стержня и нижней частью 58. Сечение части 60 ножки имеет форму круга, и на внешней периферической поверхности части 60 ножки не образуются никакие углубления.

[0047]

Головка наконечника 52 и заглубленное основание 54 могут изготавливаться из одного и того же металлического материала или из различных металлических материалов. Например, головка наконечника 52 и заглубленное основание 54 могут изготавливаться из алюминия. Головка наконечника 52 может изготавливаться из карбида вольфрама, а заглубленное основание 54 может изготавливаться из алюминия. Если головка наконечника 52 и заглубленное основание 54 изготавливаются из различных металлических материалов, для крепления головки наконечника 52 в заглубленном основании 54 выступ (не показан) головки наконечника 52 запрессовывается и подгоняется к отверстию (не показано) в заглубленном основании 54.

[0048]

При этом на внешней периферической поверхности заглубленного основания 54 шпильки 50 шипа может быть образовано множество углублений, находящихся в контакте с резиновым материалом протектора вдоль периферии внешней периферической поверхности (в продольном направлении Y). Поэтому шпилька 50 шипа, установленная в шине 10, не в состоянии поворачиваться вокруг направления Х (см. ФИГ.4А), как показано на ФИГ.5, если на шпильку 50 шипа действуют силы, противодействующие срывающим силам со стороны дорожного покрытия, которые влияют на саму шпильку 50 шипа. На ФИГ.5 приводится пояснительная схема движения шпильки шипа в соответствии с настоящим вариантом осуществления. При таком движении шпильки 50 шипа обычно можно будет без труда выдернуть шпильку 50 шипа из отверстия для установки шпильки шипа, точно также как из бутылки вина извлекают пробку. Поэтому в настоящем варианте осуществления используются углубления на внешней периферической поверхности заглубленного основания 54, которые соприкасаются с резиновым материалом протектора, с тем чтобы воспрепятствовать движению шпильки 50 шипа в направлении, указанном стрелкой на ФИГ.5. Сечение отверстия для установки шпильки шипа гораздо меньше сечения шпильки 50 шипа; внешняя периферическая поверхность шпильки 50 шипа прижимается к резиновому материалу 18 протектора, который образует боковую поверхность отверстия для установки шпильки шипа, и резиновый материал протектора обжимает шпильку 50 шипа. Поэтому при наличии углублений на внешней периферической поверхности шпильки 50 шипа резиновый материал протектора заполняет пустоты углублений. Резиновый материал протектора, находящийся внутри углубления, препятствует движению шпильки 50 шипа в направлении стрелки, приведенной на ФИГ.5. При этом первые углубления 58а и вторые углубления 56а в нижней части 58 и в части стержня заглубленного основания 54 соответственно приводятся на той же периферии внешней периферической поверхности заглубленного основания 54 в продольном направлении Y. Поэтому резиновый материал протектора, находящийся внутри углублений, может более эффективно препятствовать движению шпильки 50 шипа в направлении стрелки, указанной на ФИГ.5.

[0049]

Предположим, что направление установки шпильки 50 шипа, которое проходит от заглубленного основания 54 в направлении головки наконечника 52, соответствует направлению высоты (направление Х на ФИГ.4А), а направление, перпендикулярное направлению высоты, является поперечным направлением. Максимальный размер нижней части 58 в поперечном направлении обозначен L₁, максимальный размер части 56 стержня в поперечном направлении обозначен L₂, а максимальный размер головки наконечника 52 в поперечном направлении обозначен L₃. Также предположим, что минимальный размер нижней части 58 в поперечном направлении равен L₄, а минимальный размер части 56 стержня в поперечном направлении равен L₅.

Максимальный размер L₁ нижней части 58 предпочтительно больше максимального размера L₂ части 56 стержня, а минимальный размер L₄ нижней части 58 предпочтительно больше минимального размера части 56 стержня. Такого рода установка размеров для нижней части 58 и части 56 стержня обеспечивает сбалансированную силу сжатия со стороны резинового материала 18 протектора, действующую на нижнюю часть 58 и часть 56 стержня, тем самым повышая устойчивость шпильки 50 шипа к выпадению шпильки.

[0050]

Если боковая поверхность отверстия для установки шипа, соприкасающаяся с нижней частью 58, представляет собой цилиндрическую криволинейную поверхность вдоль периферии отверстия для установки шпильки шипа, то при введении шпильки 50 шипа в отверстие для установки шпильки шипа в шине 10 предпочтительно, чтобы минимальный размер L₄ нижней части 58 был больше диаметра упомянутой выше цилиндрической криволинейной поверхности отверстия для установки шпильки шипа. При этом резиновый материал 18 протектора входит в первое углубление 58а в нижней части 58 и прижимается к нижней части 58, препятствуя вращению нижней части 58 в продольном направлении Y.

[0051]

Если боковая поверхность отверстия для установки шпильки шипа, соприкасающаяся с частью 56 стержня, представляет собой цилиндрическую криволинейную поверхность вдоль периферии отверстия для установки шпильки шипа, предпочтительно, чтобы минимальный размер L₅ части 56 стержня был больше диаметра упомянутого выше отверстия для установки шпильки шипа с цилиндрической криволинейной поверхностью, которое соприкасается с частью 56 стержня. При этом резиновый материал 18 протектора входит в пустотелую часть второго углубления 56а в части 56 стержня и сжимает часть 56 стержня, препятствуя вращению части 56 стержня в продольном направлении Y.

[0052]

Отношение L₁/L₂ максимальной ширины L₁ к максимальной ширине L₂ предпочтительно превышает 1,0 и меньше или равно 1,5. Значения, которые могут удовлетворять упомянутому выше численному диапазону отношения L₁/L₂, могут, например, лежать для L₁ в интервале от 5,5 до 9,5 мм, а для L₂ - в интервале от 5,0 до 9,5 мм. При этом если отношение L₁/L₂ не превышает 1,0, это приводит к ухудшению устойчивости к выпадению шпильки. Нижняя часть 58 в большей мере препятствует вращению шпильки 50 шипа по сравнению с частью 56 стержня. Кроме того, если отношение L₁/L₂ больше 1,5, сила сжатия, действующая на шпильку 50 шипа со стороны резинового материала 18 протектора, образующего боковую поверхность отверстия для установки шпильки шипа, становится слишком большой, и при этом шпилька 50 шипа начинает заглубляться в резиновый 18 материал протектора (внутренняя сторона в радиальном направлении шины). В результате выступающая длина головки наконечника 52 уменьшается, что снижает срывающую силу головки наконечника 52 на покрытой льдом поверхности. Отношение L₁/L₂ составляет от 1,15 до 1,4 включительно.

[0053]

На ФИГ.6А и 6В приведены пояснительные схемы сил, действующих со стороны резинового протектора на шпильку 50 шипа. При установке шпильки 50 шипа в резиновый материал 18 протектора резиновый протектор не охватывает часть 60 ножки, при этом образуется зазор 61. В резиновом материале 18 протектора формируется сила, действующая в направлении, перпендикулярном границе раздела между шпилькой 50 шипа или резиновым материалом 18 протектора в зазоре 61 и резиновым материалом 18 протектора. Поэтому, если отношение L₁/L₂ превышает 1,0, резиновый материал протектора, окружающий шпильку 50 шипа, подвергается воздействию силы (стрелки на схеме), направленной вниз, вокруг нижней части зазора 61, как показано на ФИГ.6А. Таким образом, если отношение L₁/L₂ больше 1,0, на шпильку 50 шипа действует сила, направленная внутрь резинового материала 18 протектора (внутрь в радиальном направлении шины), увеличивая силу сжатия резинового материала 18 протектора.

Напротив, если отношение L₁/L₂ меньше 1,0, резиновый материал протектора вокруг шпильки 50 шипа подвергается воздействию силы (стрелки на схеме), направленной вверх вокруг верхней части зазора 61. Таким образом, если отношение L₁/L₂ меньше 1,0, на шпильку 60 шипа действует сила, направленная наружу резинового материала 18 протектора (наружу в радиальном направлении шины), что увеличивает вероятность выпадения шпильки 50 шипа из резинового материала 18 протектора.

[0054]

Отношение L₂/L₃ максимальной ширины L₂ к максимальной ширине L₃ предпочтительно составляет от 1,5 до 3,5 включительно. Значения, которые могут удовлетворять упомянутому выше численному диапазону отношения L₂/L₃ могут, например, лежать для L₂ в интервале от 5,0 до 9,5 мм, а для L₃ — в интервале от 1,5 до 4,2 мм. Если отношение L₂/L₃ меньше 1,5, срывающая сила, действующая на шпильку 50 шипа на обледеневшей поверхности, превышает силу, с которой резиновый материал 18 протектора удерживает шпильку 50 шипа, тем самым снижая устойчивость шпильки 50 шипа к выпадению шпильки. Если отношение L₂/L₃ превышает 3,5, площадь поверхности контакта между головкой наконечника 52 и обледеневшей поверхностью будет меньше, что создаст проблемы для сцепления с покрытой льдом поверхностью. Отношение L₂/L₃ предпочтительно составляет от 2,0 до 3,0 включительно.

[0055]

Если направление, в котором ориентировано заглубленное основание 54 и головка наконечника 52 шпильки 50 шипа, является направлением высоты, высота от находящейся ниже поверхности нижней части 58 до наивысшей и верхней точки головки наконечника 52 равна H₁, а высота от находящейся ниже поверхности нижней части 58 равна H₂. Отношение H₁/H₂ высоты H₁ к высоте H₁ предпочтительно составляет от 6,0 до 9,0. Значения, которые могут удовлетворять упомянутому выше численному диапазону отношения H₁/H₂ могут лежать, например, для H₁ в интервале от 9,5 до 11,5 мм, а для H₂ - в интервале от 1,1 до 1,9 мм. Кроме того, если отношение Н₁/Н₂ меньше 6,0, сила сжатия, действующая на шпильку 50 шипа со стороны резинового материала 18 протектора, образующего боковую поверхность отверстия для установки шпильки шипа, становится слишком большой, и при этом шпилька 50 шипа начинает заглубляться в резиновый материал 18 протектора (внутренняя сторона в радиальном направлении шины). В результате выступающая длина головки наконечника 52 уменьшается, что снижает срывающую силу головки наконечника 52 на покрытой льдом поверхности. Вместе с тем, если отношение H₁/H₂ больше 9,0, сила сжатия, действующая на шпильку 50 шипа со стороны резинового материала 18 протектора, оказывается недостаточной и в результате ухудшается устойчивость шпильки к выпадению. Более предпочтительно отношение H₁/H₂ от 7,0 до 8,0 включительно. В общем случае силы, действующие со стороны резинового материала 18 протектора, которые удерживают шпильку 50 шипа, зависят от размера фланцев на нижней части 58 шпильки 50 шипа. Чем больше диаметр (L₁) фланца и чем больше высота фланца (H2), тем больше сила, действующая со стороны резинового материала 18 протектора, удерживающая шпильку 50 шипа. Поэтому головка наконечника 52 шпильки 50 шипа стремится к заглублению в резиновый материал 18 протектора (внутрь по радиальному направлению шины), тем самым снижая срывающую силу головки наконечника 52 на покрытой льдом поверхности. С другой стороны, чем меньше диаметр (L₁) фланца и меньше высота фланца (H₂), тем меньше сила, действующая со стороны резинового материала 18 протектора, которая удерживает шпильку 50 шипа, тем самым повышая вероятность выпадения шпильки 50 шипа из резинового материала 18 протектора.

[0056]

На внешней периферической поверхности вдоль внешней периферической поверхности головки наконечника 52 образуется по крайней мере одна полость 52а. Такая полость 52а и второе углубление 56а вместе с первым углублением 58а предпочтительно размещаются в одном и том же положении на периферии, что и внешняя периферическая поверхность заглубленного основания 56, с тем чтобы повысить устойчивость шпильки 50 шипа к выпадению шпильки. Размещение «в том же периферическом положении» означает, что разница между азимутальным углом для любого центрального положения части полости 52a вдоль направления Y, центральным положением части второго углубления 56а вдоль направления Y и центральным положением части первого углубления 58а вдоль направления Y составляет не более 5°.

[0057]

На ФИГ.7А и 7В даны примеры различных вариантов осуществления шпильки 50 шипа. Приведенная на ФИГ.7А и 7В шпилька 50 шипа включает головку наконечника 52 и заглубленное основание, соединенное с головкой наконечника, так же как и в варианте осуществления, приведенном на ФИГ.3. Головка наконечника 52 выступает из области протектора и входит в контакт с дорожным покрытием; и заглубленное основание установлено в области протектора пневматической шины, где устанавливается шпилька 50 шипа, и удерживает шпильку 50 шипа за счет давления боковых поверхностей отверстия для установки шпильки шипа. Заглубленное основание состоит из части 56 стержня и нижней части 58. Шпилька 50 шипа имеет первые углубления на внешней периферической поверхности нижней части 58 заглубленного основания и вдоль нее; внешняя периферическая часть шпильки шипа соприкасается с боковой поверхностью отверстия для установки шпильки шипа. Вторые углубления образуются на всей внешней периферической поверхности части 56 стержня на заглубленном основании и вдоль нее. Первые углубления и вторые углубления в нижней части 58 и в части 56 стержня соответственно размещаются в том же периферическом положении на внешней периферической поверхности в продольном направлении Y заглубленного основания. Поэтому резиновый материал, находящийся в углублениях, может более эффективно препятствовать движению шпильки 50 шипа в продольном направлении Y.

[0058]

Заглубленное основание также включает часть 60 ножки. Конфигурация нижней части 58, части 60 ножки и части 56 стержня соответствует шпильке 50 шипа, приведенной на ФИГ.3, за исключением углов со снятой фаской; поэтому описание такой конфигурации опущено. Кроме того, углы 58c, 60b, 56c нижней части 58, части 60 ножки и части 56 стрежня соответственно на шпильке 50 шипа на ФИГ.7А также имеют снятую фаску. Углы 56c, 60b, 58c со снятой фаской при этом не позволяют шпильке 50 шипа врезаться в резиновый протектор вокруг отверстия для установки шпильки шипа. Отметим, что углы со снятой фаской 56c, 60b, 58c не являются обязательным требованием.

[0059]

Подобно шпильке 50 шипа на ФИГ.3, головка наконечника 52 выступает над поверхностью протектора. Разница между головкой наконечника 52 в настоящем варианте осуществления и головкой наконечника 52 шпильки 50 шипа, приведенной на ФИГ.3, заключается в том, что головка наконечника 52 шпильки шипа 50, приведенная на ФИГ.3, имеет неизменное сечение по всей длине головки наконечника 52 от части, связанной с частью 56 стержня, до самой вершины головки наконечника 52. Напротив, головка наконечника 52 настоящего варианта осуществления имеет форму, которая постепенно расширяется по длине головки наконечника 52 настоящего варианта осуществления от части, связанной с частью 56 стержня, до самой вершины головки наконечника 52. То есть поверхность вершины головки наконечника 52 больше по сравнению с сечением части, соединяющей головку наконечника 52 и часть 56 стержня. Поэтому существует возможность увеличить поверхность шпильки 50 шипа, контактирующую с дорожным покрытием, и за счет этого увеличить срывающую силу шпильки 50 шипа. Головка наконечника 52 также может иметь углы со снятой фаской.

[0060]

Примеры эксперимента

Была изготовлена шина 10, приведенная на ФИГ.1, 2, и для проверки эффективности шпильки шипа на ней была установлена шпилька шипа в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Шина была установлена на пассажирском автомобиле; исследовали характеристики торможения на покрытой льдом поверхности, что было равносильно испытаниям показателей шины на покрытой льдом поверхности. Также испытывали устойчивость к выпадению шпильки.

В качестве готовой шины выбирали шину размерами 205/55R16. В качестве пассажирского автомобиля выбирался переднеприводной пассажирский седан с объемом двигателя 2000 куб. см. Внутреннее давление в передних и задних шинах составляло 230 кПа. Нагрузка на каждую шину составляла 450 кг для передних шин и 300 кг для задних шин.

Расстояние (тормозной путь) при движении со скоростью 40 км/ч до полной остановки автомобиля после нажатия педали тормоза до как можно более удаленной точки при действии постоянной силы измеряли несколько раз (например, пять раз); для расчета характеристик торможения на покрытой льдом поверхности использовали среднее из полученных значений.

После того как автомобиль проехал 1000 км с постоянной скоростью по асфальтовому, бетонному или иному сухому дорожному покрытию, рассчитывали отношение количества шпилек шипов, оставшихся в области протектора, к общему количеству установленных шпилек шипов, с тем чтобы определить устойчивость шпилек к выпадению шпилек шипов. Регистрировали и индексировали обратное значение для упомянутого выше среднего значения измеренных величин тормозного пути и отношение числа оставшихся шпилек шипов, при этом обратная величина среднего измеренных значений тормозного пути и отношение числа оставшихся шпилек шипов в стандартном примере использовали в качестве эталона сравнения (значение индекса 100).

[0061]

Как показано в таблицах с 1 по 5, оценки производили для рабочих примеров с 1 по 21, сравнительного примера и стандартного примера.

В стандартном примере на внешних периферических поверхностях нижней части 58 и части 56 стержня заглубленного основания 54 не было никаких углублений. В сравнительном примере, например, на части 56 стержня предусматривали второе углубление 56а, на нижней части 58 было первое углубление 58а, а на головке наконечника 52 были образованы полости; при этом вторые углубления 56а и первые углубления 58a размещались в различных периферических положениях.

Пример конструкции шины приводится на ФИГ.1, 2 для рабочих примеров с 1 по 21, сравнительного примера и стандартного примера.

[0062]

Таблица 1 Рабочий пример 1 Рабочий пример 2 Сравнительный пример Стандартный пример Первое углубление 58a, второе углубление 56a в одном и том же или в различных положениях на периферии? Одинаковое Одинаковое Различные Нет углублений Полость 52 головки наконечника, первое углубление 58а и второе углубление 56а в одном и том же или в различных положениях на окружности? Различные Одинаковое Различные Нет полостей Отношение L₁/L₂ 1,25 1,25 1,25 1,25 Отношение L₂/L₃ 2,5 2,5 2,5 2,5 Отношение H₁/H₂ 5,5 5,5 5,5 5,5 Характеристики торможения на льду 110 113 103 100 Устойчивость к выпадению шпильки 113 116 104 100

[0063]

Таблица 2 Рабочий пример 3 Рабочий пример 4 Рабочий пример 5 Рабочий пример 6 Отношение между радиусом кривизны R₁ и радиусом кривизны R₃ R₁<R₃ R₁>R₃ R₁<R₃ R₁>R₃ Отношение между радиусом кривизны R₂ и радиусом кривизны R₄ R₂<R₄ R₂<R₄ R₂>R₄ R₂>R₄

Отношение L₁/L₂ 1,2 1,2 1,2 1,2 Отношение L₁/L₂ 2,5 2,5 2,5 2,5 Отношение H₁/H₂ 5,5 5,5 5,5 5,5 Характеристики торможения на льду 115 113 108 106 Устойчивость к выпадению шпильки 116 112 114 110

[0064]

Таблица 3 Рабочий пример 7 Рабочий пример 8 Рабочий пример 9 Рабочий пример 10 Рабочий пример 11 Полость 52 головки наконечника, первое углубление 58а и второе углубление 56а в одном и том же или в различных положениях на окружности? Одинаковое Одинаковое Одинаковое Одинаковое Одинаковое Отношение L₁/L₂ 1,0 1,1 1,3 1,5 1,6 Отношение L₂/L₃ 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Отношение H₁/H₂ 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 Характеристики торможения на льду 110 110 115 110 108 Индекс устойчивости к вырыванию шипа 110 114 117 118 118

[0065]

Таблица 4 Рабочий пример 12 Рабочий пример 13 Рабочий пример 14 Рабочий пример 15 Рабочий пример 16 Полость 52 головки наконечника, первое углубление 58а и второе углубление 56а в одном и том же или в различных положениях на окружности? Одинаковое Одинаковое Одинаковое Одинаковое Одинаковое Отношение L₁/L₂ 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 Отношение L₂/L₃ 1,3 1,5 2,5 3,5 3,7 Отношение H₁/H₂ 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 Характеристики торможения на льду 115 115 114 112 110 Индекс устойчивости к вырыванию шипа 115 117 117 120 120

[0066]

Таблица 5 Рабочий пример 17 Рабочий пример 18 Рабочий пример 19 Рабочий пример 20 Рабочий пример 21 Полость 52 головки наконечника, первое углубление 58а и второе углубление 56а в одном и том же или в различных положениях на окружности? Одинаковое Одинаковое Одинаковое Одинаковое Одинаковое Отношение L₁/L₂ 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 Отношение L₂/L₃ 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 Отношение H₁/H₂ 5,5 6,0 7,5 9,0 9,5 Характеристики торможения на льду 113 114 118 120 120 Устойчивость к выпадению шпильки 116 117 118 115 112

[0067]

Из сопоставления сравнительного примера и рабочих примеров 1, 2 в таблице 1 можно видеть, что наличие первого углубления 58а и второго углубления 56а на внешней периферической поверхности в одном и том же периферическом положении на нижней части 58 и части 56 стержня заглубленного основания 54 соответственно повышает устойчивость к выпадению шпильки и улучшает характеристики торможения на обледеневшем дорожном покрытии.

Более того, при сравнении рабочих примеров с 3 по 6 можно увидеть, что соблюдение соотношений R₁<R₃ и R₂<R₄ позволяет повысить устойчивость к выпадению шпильки и улучшить характеристики торможения на обледеневшем дорожном покрытии. Можно также увидеть, что соблюдение обоих соотношений R₁<R₃ и R₂<R₄, в частности, позволяет повысить устойчивость к выпадению шпильки и улучшить характеристики торможения на обледеневшем дорожном покрытии.

[0068]

По результатам сравнения рабочих примеров с 7 по 11 в таблице 3 видно, что возможно дальнейшее улучшение устойчивости к выпадению шпильки и характеристик торможения на обледеневшем дорожном покрытии, если отношение L₁/L₂ будет больше 1,0 и меньше или равно 1,5. Кроме того, по результатам сравнения рабочих примеров с 12 по 16 в таблице 4 видно, что возможно дальнейшее улучшение устойчивости к выпадению шпильки и характеристик торможения на обледеневшем дорожном покрытии, если отношение L₂/L₃ будет лежать в интервале от 1,5 до 3,5 включительно. Наконец, по результатам сравнения рабочих примеров с 17 по 21 в таблице 5 видно, что возможно дальнейшее улучшение устойчивости к выпадению шпильки и характеристик торможения на обледеневшем дорожном покрытии, если отношение H₁/H₂ будет лежать в интервале от 6,0 до 9,0 включительно.

[0069]

Выше были подробно описаны шпильки шипов и пневматические шины в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; вместе с тем пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается приведенными выше вариантами осуществления, и в ее конструкцию могут вноситься различные модификации и изменения в соответствии с существом и объемом настоящего изобретения.

СПРАВОЧНЫЕ ПОЗИЦИИ

[0070]

10 — шина

12 — слой каркаса

14 — брекер

14a, 14b — элементы брекера

15 — покрытие брекера

16 — сердечник борта

18 — резиновый элемент протектора

18a — верхний резиновый элемент протектора

18b — нижний резиновый элемент протектора

20 — резиновый элемент боковой стенки

22 — резиновый элемент вкладыша борта

24 — резиновый элемент бортовой ленты

26 — резиновый элемент внутреннего покрытия

30 — рисунок протектора

32, 34 — главная продольная канавка

36 — первая наклонная канавка

38 — вторая наклонная канавка

40 — третья наклонная канавка

50 — шпилька шипа

52 — головка наконечника

52a — углубление

54 — заглубленное основание

56 — часть стрежня

56a — второе углубление

56b — второй выступ

56c, 58b, 60b — фаски

58 — нижняя часть

58a — первое углубление

58c — первый выступ

60 — часть ножки

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шпилька шипа (шип противоскольжения), выполненная с возможностью установки в отверстие в области протектора пневматической шины, включает головку наконечника, соприкасающуюся с дорожным покрытием, и заглубленное основание, установленное в области протектора. Давление боковой поверхности отверстия для установки шпильки шипа на нижнюю часть и часть стержня обеспечивает фиксацию шпильки шипа. Заглубленное основание проходит в одном направлении и содержит ребристую часть стержня, расположенную между нижней частью и частью головки. Нижняя часть включает множество первых углублений, образованных на ее внешней периферической поверхности и вдоль нее, которые контактируют с боковой поверхностью отверстия для установки шпильки шипа. Часть стержня включает множество вторых углублений, образованных на ее внешней периферической поверхности и вдоль нее, которые контактируют с боковой поверхностью отверстия для установки шпильки шипа. Первые углубления на нижней части и вторые углубления на части стержня размещены в том же периферическом положении, что и внешняя периферическая поверхность заглубленного основания. Технический результат – повышение надежности закрепления шипа в протекторе шины при улучшенных показателях на обледенелых поверхностях. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил., 5 табл.

1. Шпилька шипа, выполненная с возможностью установки в отверстие для установки шпильки шипа в области протектора пневматической шины, причем шпилька шипа содержит:

головку наконечника, выступающую из области протектора и обеспечивающую контакт с дорожным покрытием; и

заглубленное основание с ребристой нижней частью на конце, противоположном головке наконечника, и проходящее в одном направлении; ребристую часть стержня между нижней частью и головкой наконечника; при этом заглубленное основание установлено в области протектора пневматической шины, в котором устанавливается шпилька шипа, причем давление боковой поверхности отверстия для установки шпильки шипа на нижнюю часть и часть стержня обеспечивает фиксацию шпильки шипа;

при этом нижняя часть включает в себя множество первых углублений, образованных на и вдоль ее внешней периферийной поверхности, которая соприкасается с боковой поверхностью отверстия для установки шпильки шипа;

причем часть стержня включает в себя множество вторых углублений, образованных на и вдоль ее внешней периферийной поверхности, и соприкасается с боковой поверхностью отверстия для установки шпильки шипа; и

при этом первые углубления на нижней части и вторые углубления на части стержня размещены в одном и том же периферийном положении на внешней периферийной поверхности заглубленного основания;

причем между первыми углублениями на периферии внешней периферийной поверхности нижней части заглубленного основания образован первый выступ и форма первого выступа вдоль нижней части представляет собой первую дугу с радиусом кривизны R₁, превышающим половину максимального размера нижней части в поперечном направлении, перпендикулярном направлению прохождения заглубленного основания.

2. Шпилька шипа по п.1, в которой по меньшей мере одна полость образована вдоль периферии внешней периферийной поверхности головки наконечника; и эта полость, первые углубления и вторые углубления образованы в том же периферийном положении на внешней периферийной поверхности головки наконечника и внешней периферийной поверхности заглубленного основания.

3. Шпилька шипа по п.1, в которой форма первых углублений вдоль внешней периферийной поверхности представляет собой третью дугу и радиус кривизны R₃ третьей дуги больше радиуса кривизны R₁ первой дуги.

4. Шпилька шипа по п.1, в которой длина первых углублений вдоль внешней периферийной поверхности больше длины первых выступов вдоль внешней периферийной поверхности заглубленного основания.

5. Шпилька шипа по п.1 или 2, в которой второй выступ образован между вторыми углублениями на периферии внешней периферийной поверхности части стержня заглубленного основания и форма второго выступа вдоль части стержня представляет собой вторую дугу с радиусом кривизны R₂, равным половине максимального размера части стержня в поперечном направлении, перпендикулярном направлению прохождения заглубленного основания, или больше половины максимального размера.

6. Шпилька шипа по п.5, в которой форма вторых углублений вдоль внешней периферийной поверхности представляет собой четвертую дугу, и радиус кривизны R₄ четвертой дуги больше радиуса кривизны R₂ второй дуги.

7. Шпилька шипа по п.5, в которой длина вторых углублений вдоль внешней периферийной поверхности больше длины вторых выступов вдоль внешней периферийной поверхности заглубленного основания.

8. Шпилька шипа по п.1 или 2, в которой максимальный размер L₁ нижней части в поперечном направлении, перпендикулярном направлению прохождения заглубленного основания, больше максимального размера L₂ части стержня в поперечном направлении и минимальный размер L₄ нижней части в поперечном направлении, перпендикулярном направлению прохождения основания, больше минимального размера L₅ части стержня в поперечном направлении; и

максимальный размер L₂ части стержня больше минимального размера L₄ нижней части.

9. Шпилька шипа по п.1 или 2, в которой отношение L₁/L₂ максимального размера L₁ нижней части в поперечном направлении к максимальному размеру L₂ части стержня в поперечном направлении больше 1,0 и меньше или равно 1,5, причем поперечное направление перпендикулярно направлению прохождения заглубленного основания.

10. Шпилька шипа по п.9, в которой отношение L₂/L₃ максимального размера L₂ части стержня в поперечном направлении к максимальному размеру L₃ головки наконечника в поперечном направлении, перпендикулярном заглубленному основанию шпильки шипа, не менее 1,5 и не более 3,5.

11. Шпилька шипа по п.1 или 2, в которой, если направление прохождения заглубленного основания шпильки шипа является направлением высоты, высота от нижней поверхности нижней части заглубленного основания, противолежащей головке наконечника, представляет собой H₁, высота от нижней поверхности до верхнего конца нижней части представляет собой H₂ и отношение H₁/H₂ высоты H₁ к высоте H₂ составляет от 6,0 до 9,0.

12. Пневматическая шина, содержащая шпильку шипа по любому из пп.1-11, установленную в отверстие для установки шпильки шипа в области протектора пневматической шины.

13. Пневматическая шина по п.12, в которой боковая поверхность отверстия для установки шпильки шипа, примыкающая к нижней части отверстия для установки шпильки шипа, представляет собой криволинейную цилиндрическую поверхность вдоль периферии отверстия для установки шпильки шипа; и

минимальный размер L₄ нижней части в поперечном направлении, перпендикулярном направлению прохождения заглубленного основания, превышает диаметр цилиндрической формы криволинейной поверхности, примыкающей к нижней части отверстия для установки шпильки шипа.

14. Пневматическая шина по п.12, в которой боковая поверхность отверстия для установки шпильки шипа, примыкающая к части стержня отверстия для установки шпильки шипа, представляет собой криволинейную цилиндрическую поверхность вдоль периферии отверстия для установки шпильки шипа; и

минимальный размер L₅ части стержня в поперечном направлении, перпендикулярном направлению прохождения заглубленного основания, превышает диаметр цилиндрической формы криволинейной поверхности, примыкающей к части стержня отверстия для установки шпильки шипа.