ШИПОВАЯ ШПИЛЬКА И ШИПОВАННАЯ ШИНА Российский патент 2020 года по МПК B60C11/16 

Область техники

Настоящее изобретение относится к шиповой шпильке, устанавливаемой на шине, и шипованной шине.

Уровень техники

В предшествующем уровне техники шипованные шины для использования на обледеневшей и заснеженной дороге содержат шиповые шпильки, установленные на участке протектора, и обеспечивают сцепление с обледенелым дорожным покрытием.

Как правило, шиповую шпильку вставляют в отверстие для вставки шпильки (далее в этом документе называемое просто отверстием), предусмотренное на участке протектора. В результате вставки шиповой шпильки в отверстие диаметр отверстия увеличивается. За счет вставки шиповой шпильки в отверстие в этом состоянии шиповая шпилька прочно закрепляется в отверстии и на участке протектора и устанавливается на участке протектора. Это препятствует выпадению шиповой шпильки из отверстия в результате приложения сил торможения или ускорения или боковых сил со стороны дорожного покрытия во время качения шипованной шины.

Если шиповая шпилька выпадает из шипованной шины, шиповая шпилька выпадает при вращении в отверстии. Таким образом, чтобы предотвратить выпадение шиповой шпильки, предпочтительно, чтобы шиповая шпилька не вращалась в отверстии. Поэтому во многих технологиях профилю верхнего фланца или нижнего фланца шиповой шпильки придают отличную от дуги форму.

Например, шиповая шпилька известного уровня техники имеет нижний фланец с формой профиля, которая включает в себя выступающие части, выступающие в виде дуги в противоположных направлениях, и искривленные части, углубленные в виде дуги в направлении, ортогональном направлению выпячивания выступающих частей, причем шиповая шпилька является анизотропной, т. е. длина формы профиля в направлении выпячивания выступающей части больше длины формы профиля в ортогональном направлении (см. WO 2014/027145).

Техническая проблема

Шиповая шпилька, описанная выше, включает в себя нижний фланец с формой профиля, которая является недугообразной анизотропной формой. Таким образом, шиповая шпилька с трудом выпадает из отверстия для вставки шпильки. Как правило, когда шиповая шпилька принимает сдвиговое усилие от обледенелого дорожного покрытия, шиповая шпилька наклоняется таким образом, что наваливается на отверстие для вставки шпильки, в которое она установлена. Это сокращает усилие зажима на шиповую шпильку со стороны отверстия. Таким образом, шиповая шпилька может без труда вращаться вокруг центральной оси в отверстии для установки шпильки. Кроме того, если шиповая шпилька воспринимает большое сдвиговое усилие от обледенелого дорожного покрытия и усилие зажима отверстия для вставки шпильки уменьшается, шиповая шпилька поворачивается вокруг центральной оси. В результате сопротивление отверстия для вставки шпильки и участка протектора, удерживающее шиповую шпильку в отверстии для вставки шпильки в ответ на сдвиговое усилие, принимаемое от обледенелого дорожного покрытия, снижается, и шиповая шпилька, скорее всего, выпадет из отверстия для вставки шпильки.

Описанная выше шиповая шпилька, включающая в себя верхний фланец или нижний фланец с недугообразной формой профиля, может препятствовать выпадению шиповой шпильки, но не может в достаточной степени препятствовать вращению шиповой шпильки, которое является первопричиной выпадения. Вполне вероятно, что, предотвращая вращение шиповой шпильки, можно дополнительно препятствовать выпадению шиповой шпильки.

Целью настоящего изобретения является создание шиповой шпильки, которая не будет легко выпадать из отверстия для вставки шпильки шипованной шины и способна препятствовать вращению шиповой шпильки, которое является первопричиной выпадения шиповой шпильки, и шипованная шина с установленной шиповой шпилькой.

Решение проблемы

Один аспект настоящего изобретения представляет собой шиповую шпильку, выполненную с возможностью установки на шину. Шиповая шпилька включает в себя вершину, включающую торцевую поверхность, которая соприкасается с дорожным покрытием; участок корпуса, который поддерживает вершину таким образом, что вершина выступает из торцевой поверхности на одной стороне участка корпуса и нижний фланец, соединенный с концом участка корпуса на противоположной торцевой поверхности стороне.

Форма профиля нижнего фланца, если смотреть по направлению расположения вершины, участка корпуса и нижнего фланца, является анизотропной формой, у которой короткие и длинные стороны различной длины определяются воображаемыми прямоугольниками, описанными вокруг профиля фланца, причем короткая сторона определяется самой короткой из четырех сторон первого наименьшего прямоугольника и/или длинная сторона определяется самой длинной из четырех сторон второго наименьшего прямоугольника.

Форма профиля включает в себя четыре или более первых выступающих участков, которые выступают в продольном направлении параллельно длинным сторонам, и два вторых выступающих участка, которые выступают в поперечном направлении параллельно коротким сторонам.

Предпочтительно первый выступающий участок состоит из двух пар таких участков;

форма профиля содержит два первых углубленных участка, изогнутых в направлении средней точки формы профиля и расположенных между каждой парой первых выступающих участков; и

форма профиля дополнительно содержит четыре вторых углубленных участка, которые изогнуты в направлении средней точки, расположены между каждым из вторых выступающих участков и одним из первых выступающих участков и плавно переходят в один из первых выступающих участков.

Предпочтительно глубина углубления первых углубленных участков равна или больше глубины углубления вторых углубленных участков.

Предпочтительно два первых углубленных участка образованы с зеркально симметричной формой по отношению к первой воображаемой прямой линии, параллельной поперечному направлению, проходящему через среднюю точку, и/или с зеркально симметричной формой по отношению ко второй воображаемой прямой линии, параллельной продольному направлению, проходящему через среднюю точку.

Предпочтительно четыре вторых углубленных участка образованы с зеркально симметричной формой по отношению к первой воображаемой прямой линии, параллельной поперечному направлению, проходящему через среднюю точку, и/или с зеркально симметричной формой по отношению ко второй воображаемой прямой линии, параллельной продольному направлению, проходящему через среднюю точку.

Предпочтительно два вторых выступающих участка содержат два прямолинейных участка, параллельных продольному направлению; и

прямолинейные участки представляют собой выступы, наиболее выступающие в поперечном направлении.

Предпочтительно два прямолинейных участка образованы с зеркально симметричной формой по отношению к первой воображаемой прямой линии, параллельной поперечному направлению, проходящему через среднюю точку, и/или с зеркально симметричной формой по отношению ко второй воображаемой прямой линии, параллельной продольному направлению, проходящему через среднюю точку.

Предпочтительно два вторых выступающих участка F2 содержат два прямолинейных участка, параллельных продольному направлению;

прямолинейные участки представляют собой выступы, наиболее выступающие в поперечном направлении; и

оба конца каждого из двух прямолинейных участков соединяются с двумя вторыми углубленными участками из четырех вторых углубленных участков.

Другой аспект настоящего изобретения представляет собой шипованную шину с установленной шиповой шпилькой, содержащую участок протектора с установленной шиповой шпилькой, описанной выше, с продольным направлением, обращенным в направлении вдоль окружности шины.

Другой аспект настоящего изобретения представляет собой шипованную шину с установленной шиповой шпилькой, содержащую участок протектора с установленной шиповой шпилькой, описанной выше, с поперечным направлением, обращенным в направлении вдоль окружности шины.

Преимущественные эффекты изобретения

В соответствии с шиповой шпилькой и шипованной шиной, описанными выше, шиповая шпилька не может легко выпадать из отверстия для вставки шпильки шипованной шины, при этом вращение шиповой шпильки, которое является первопричиной выпадения шиповой шпильки, может быть предотвращено.

Краткое описание чертежей

На ФИГ. 1 представлен вид шины в поперечном сечении, иллюстрирующий пример поперечного сечения шины настоящего варианта осуществления.

На ФИГ. 2 представлен вид в перспективе шины настоящего варианта осуществления.

На ФИГ. 3 представлен развернутый вид в горизонтальной проекции части примера рисунка протектора шипованной шины настоящего варианта осуществления, развернутого на плоскости.

На ФИГ. 4A представлен вид в перспективе шиповой шпильки настоящего варианта осуществления. На ФИГ. 4B представлен вид в горизонтальной проекции шиповой шпильки настоящего варианта осуществления.

На ФИГ. 5 приведена схема, иллюстрирующая форму профиля нижнего фланца в соответствии с вариантом осуществления.

На ФИГ. 6A–6D представлены схемы, иллюстрирующие примеры позиций захвата установочных пальцев устройства для установки шиповых шпилек, в которых захвачен нижний фланец, имеющий корпус с формой профиля, изображенной на ФИГ. 5.

На ФИГ. 7A и 7B представлены схемы, иллюстрирующие ориентацию шиповой шпильки, установленной в шине.

Описание вариантов осуществления изобретения

Общее описание шины

Здесь и далее описана шипованная шина настоящего варианта осуществления. На ФИГ. 1 представлен вид шины в поперечном сечении, иллюстрирующий пример вида в поперечном сечении шипованной шины 10 (в дальнейшем также обозначена как шина) настоящего варианта осуществления. На ФИГ. 2 представлен вид в перспективе шины 10.

Шина 10 представляет собой шину с шиповыми шпильками, установленными на участке проектора (на ФИГ. 1 и 2 шиповые шпильки не показаны).

Например, шина 10 представляет собой шину для пассажирского транспортного средства. Шина для пассажирского транспортного средства относится к шине, описанной в главе А публикации JATMA Yearbook 2012 (стандартов Японской ассоциации производителей автомобильных шин). Шина также может представлять собой шину для легкого грузового автомобиля, как описано в главе В, или шину для грузового автомобиля или автобуса, как описано в главе C.

Ниже подробно описаны значения размеров различных элементов рисунка шины в качестве примерных значений для шины пассажирского транспортного средства. Однако шипованная шина не ограничена данными примерными значениями.

«Направление вдоль окружности шины C», описанное ниже (см. ФИГ. 2), относится к направлению вращения поверхности протектора при вращении шины 10 вокруг оси вращения шины («Ось» на ФИГ. 2). «Радиальное направление шины R» относится к направлению, которое проходит в радиальном направлении ортогонально к оси вращения шины («Ось»). Термин «наружу в радиальном направлении шины» относится к направлению от оси «Ось» вращения шины в радиальном направлении R шины. Термин «поперечное направление W шины» относится к направлению, параллельному оси «Ось» вращения шины. «Наружу в поперечном направлении шины» относится к направлению от экваториальной линии шины CL (см. ФИГ. 3) шины 10.

Структура шины

Шина 10 включает слой 12 каркаса, брекер 14 и сердечники 16 борта в качестве каркасных элементов. Шина 10 также в основном включает резину 18 протектора, боковые резиновые элементы 20, резиновые вкладыши 22 борта, брекерные резиновые элементы 24 диска и резиновый гермослой 26 вокруг каркасных элементов.

Слой 12 каркаса включает в себя элементы 12a, 12b слоя каркаса, которые сформированы из органических волокон, покрытых резиной, и которые намотаны между парой сердечников 16 борта кольцеобразной формы с образованием тороидальной формы. В приведенной на ФИГ. 1 шине 10 слой 12 каркаса изготовлен из элементов 12a и 12b слоя каркаса, но он также может быть изготовлен из одного элемента слоя каркаса. Брекер 14 размещен снаружи слоя 12 каркаса в радиальном направлении шины и образован из двух элементов 14a и 14b брекера. Брекер 14 представляет собой элемент, образованный из стальных кордов, покрытых резиной, при этом стальные корды расположены наклонно под предварительно заданным углом, например от 20 до 30 градусов, по отношению к направлению C вдоль окружности шины. Ширина в поперечном направлении шины элемента 14a брекера, представляющего собой нижний слой, больше ширины элемента 14b брекера, представляющего собой верхний слой. Стальные корды двух слоев брекерных элементов 14a и 14b расположены наклонно относительно направления C вдоль окружности шины в сторону поперечного направления W шины во взаимно противоположных направлениях. Поэтому брекерные элементы 14a, 14b представляют собой перекрещивающиеся слои, которые служат для сдерживания расширения слоя 12 каркаса из–за давления воздуха в шине.

Резина 18 протектора размещена снаружи от брекера 14 в радиальном направлении шины. Оба концевых участка резины 18 протектора соединяются с боковыми резиновыми элементами 20 с образованием участков боковин. Резина 18 протектора изготовлена из двух слоев резины, а именно: резина 18a протектора верхнего слоя находится на внешней стороне в радиальном направлении шины, а резина 18b протектора нижнего слоя находится на внутренней стороне в радиальном направлении шины. На концах боковых резиновых элементов 20 предусмотрены брекерные резиновые элементы 24 диска, расположенные на внутренней стороне в радиальном направлении шины и соприкасающиеся с диском, на который монтируют шину 10. На внешней стороне сердечников 16 борта в радиальном направлении шины предусмотрены резиновые вкладыши 22 борта таким образом, чтобы они проходили между частью слоя 12 каркаса перед наматыванием на сердечники 16 борта и частью слоя 12 каркаса после наматывания на сердечники 16 борта. Резиновый гермослой 26 расположен на внутренней поверхности шины 10 и обращен к зоне полости шины, которая заполняется воздухом и окружена шиной 10 и диском.

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

Шина 10 имеет такую структуру шины, но структура шины в соответствии с настоящим вариантом осуществления не ограничена структурой шины, показанной на ФИГ. 1.

Рисунок протектора

На ФИГ. 3 представлен развернутый вид в горизонтальной проекции, иллюстрирующий часть примера рисунка протектора, а именно рисунка 30 протектора шины 10, развернутого на плоскости. Шиповые шпильки, установленные на участке протектора, на ФИГ. 3 не показаны. Как показано на ФИГ. 3, шина 10 имеет обозначенное буквой X направление вращения, указывающее однонаправленное направление в направлении C вдоль окружности шины. Информацию об ориентации направления X вращения указывают на боковой стенке шины 10 в том месте, где отображаются сведения, включая числа, символы и т. п. (например, символ стрелки). Шиповые шпильки (см. ФИГ. 4A) устанавливают во множество отверстий 29 для вставки шпилек, показанных на ФИГ. 3.

Рисунок 30 протектора включает наклонную канавку 32, соединительную канавку 34 в направлении вдоль окружности, выступающую канавку 36 и прорезь 38.

Множество наклонных канавок 32 формируют с заданным интервалом в направлении вдоль окружности шины (вертикальное направление на ФИГ. 3).

Наклонная канавка 32 проходит в направлении, противоположном (направление вверх на ФИГ. 3) направлению X вращения шины (направление вниз на ФИГ. 3), и наружу в поперечном направлении шины. Наклонная канавка 32 начинается в положении возле экваториальной линии CL шины на одной стороне от экваториальной линии CL шины в поперечном направлении W шины, пересекает экваториальную линию CL шины, проходит к другой стороне в поперечном направлении W шины и заканчивается в конце PE рисунка.

Ширина наклонной канавки 32 постепенно увеличивается, начиная с начального конца возле экваториальной линии CL шины. Наклонная канавка 32 имеет наименьший наклон относительно поперечного направления W шины в области возле экваториальной линии CL шины, включая начальный конец, а после пересечения экваториальной линии CL шины загибается таким образом, чтобы увеличить угол наклона по отношению к поперечному направлению W шины, и проходит наружу в поперечном направлении шины, противоположном направлению X вращения шины. Более того, по мере продвижения наружу в поперечном направлении шины угол наклона постепенно уменьшается. Наклонные канавки 32, имеющие описанную выше конфигурацию, предусмотрены на обеих сторонах экваториальной линии CL шины.

Наклонные канавки 32 на одной стороне экваториальной линии CL шины на участке протектора смещены вдоль окружности C шины относительно наклонных канавок 32 на другой стороне. Начальные концы наклонных канавок 32 на одной стороне не соединяются с наклонными канавками 32 на другой стороне.

Соседние наклонные канавки 32 из множества наклонных канавок 32 в направлении вдоль окружности C шины, сообщаются посредством соединительной канавки 34 в направлении вдоль окружности. Более конкретно, соединительная канавка 34 в направлении вдоль окружности проходит в направлении C вдоль окружности шины из положения части пути вдоль одной из наклонных канавок 32, пересекает другую наклонную канавку 32, которая примыкает к первой наклонной канавке 32, в направлении вдоль окружности C шины и направляется к третьей наклонной канавке 32, которая примыкает ко второй наклонной канавке 32. То есть соединительная канавка 34 в направлении вдоль окружности начинается в одной из наклонных канавок 32 (первая наклонная канавка 32), проходит по направлению C вдоль окружности шины из первой наклонной канавки 32, в которой начинается соединительная канавка 34 в направлении вдоль окружности, и заканчивается во второй наклонной канавке 32. Таким образом, соединительная канавка 34 в направлении вдоль окружности предусмотрена для соединения трех наклонных канавок 32, которые расположены рядом в направлении C вдоль окружности шины. Соединительная канавка 34 в направлении вдоль окружности наклонена по отношению к направлению C вдоль окружности шины таким образом, что приближается к экваториальной линии CL шины по мере продвижения в направлении, противоположном направлению X вращения шины.

Выступающая канавка 36 выступает в направлении к экваториальной линии CL шины из соединительной канавки 34 в направлении вдоль окружности и заканчивается, не доходя до экваториальной линии CL шины.

Наклонные канавки 32 и соединительные канавки 34 в направлении вдоль окружности делят беговые участки протектора на центральную зону и плечевые зоны. В центральной зоне и обеих плечевых зонах участка протектора предусмотрено множество прорезей 38, соединенных с наклонными канавками 32 и соединительными канавками 34 в направлении вдоль окружности.

Кроме того, в центральной зоне и обеих плечевых зонах участка протектора предусмотрены множество отверстий 29 для вставки шпильки.

Глубина наклонной канавки 32, соединительной канавки 34 в направлении вдоль окружности и выступающей канавки 36 составляет, например, от 8,5 мм до 10,5 мм, а максимальная ширина канавки равна 12 мм. Рисунок протектора, показанный на ФИГ. 3, приведен в качестве примера, и рисунок протектора шины с установленными шиповыми шпильками настоящего варианта осуществления не ограничивается вариантом осуществления, изображенным на ФИГ. 3.

Шиповая шпилька

На ФИГ. 4A представлен вид в перспективе шиповой шпильки 50 настоящего варианта осуществления. На ФИГ. 4B представлен вид в горизонтальной проекции шиповой шпильки 50 настоящего варианта осуществления.

Шиповая шпилька 50 включает вершину 52, участок 54 корпуса и нижний фланец 56. Участок 54 корпуса включает верхний фланец 58 и шейку 60. Участок 54 корпуса и нижний фланец 56, когда их вставляют в отверстие 29 для вставки шпильки на шине 10, врезаются в резину 18 протектора (см. ФИГ. 1) и соприкасаются с резиной 18 протектора.

Вершина 52 включает в себя торцевую поверхность вершины, которая соприкасается с дорожным покрытием. Вершина 52 образована из карбида вольфрама или подобного твердого металла. В соответствии с вариантом осуществления вершина 52 может быть образована из металлокерамического материала. Вершина 52 закреплена в отверстии, предусмотренном в верхней торцевой поверхности 54a участка 54 корпуса. Вершина 52 шиповой шпильки 50 выполнена с возможностью выступания из поверхности протектора, когда шиповая шпилька 50 установлена в шине 10.

Участок 54 корпуса представляет собой участок, который поддерживает вершину 52, причем вершина 52 выступает из верхней торцевой поверхности 54a на одной стороне. Участок 54 корпуса проходит в направлении, противоположном тому, в котором выступает вершина 52. Продольное направление участка 54 корпуса также является направлением, в котором расположены по порядку вершина 52, участок 54 корпуса и нижний фланец 56, и это направление называют H–направлением.

Верхний фланец 58 участка 54 корпуса выполнен таким образом, что при вставке на участке протектора шины 10 вершина 52 выступает из поверхности протектора. Вершина 52 закреплена на верхней торцевой поверхности 54a участка 54 корпуса.

Нижний фланец 56 выполнен таким образом, чтобы при вставке на участке протектора шины 10 он соприкасался с дном отверстия 29 для вставки шпильки. Нижний фланец 56 соединен с концом шейки 60 на противоположной стороне верхней торцевой поверхности 54a участка 54 корпуса.

Шейка 60 представляет собой часть, которая соединяет верхний фланец 58 и нижний фланец 56. Поперечное сечение шейки 60 в направлении, ортогональном H–направлению, тоньше поперечных сечений верхнего фланца 58 и нижнего фланца 56.

Особых ограничений в отношении материала участка корпуса 54 и нижнего фланца 56 нет, но он предпочтительно отличается от материала вершины 52. В соответствии с вариантом осуществления участок 54 корпуса и нижний фланец 56 формируют из алюминиевого сплава или т. п., чтобы уменьшить вес шиповой шпильки 50.

В настоящем варианте осуществления, как показано на ФИГ. 4B, торцевая поверхность вершины 52 имеет круглую форму профиля, если смотреть на вершину 52 в H–направлении. В соответствии с вариантом осуществления торцевая поверхность вершины 52 предпочтительно имеет профиль эллиптической формы, криволинейной формы, содержащий множество дуг, выпуклой многоугольной формы, вогнутой многоугольной формы или любой из этих форм, части которых заменены прямолинейным участком, образующим углубление дугообразным участком или волнообразной формой с волнами.

В настоящем варианте осуществления, как показано на ФИГ. 4B, торцевая поверхность верхнего фланца 58 имеет круглую форму профиля, если смотреть на поверхность верхнего фланца 58 в H–направлении. Однако в соответствии с вариантом осуществления торцевая поверхность верхнего фланца 58 предпочтительно имеет профиль эллиптической формы, криволинейной формы, включающей множество дуг, выпуклой многоугольной формы, вогнутой многоугольной формы или любой из этих форм, части которых заменены прямолинейным участком, образующим углубление дугообразным участком или волнообразной формой с волнами.

Форма 62 профиля нижнего фланца 56 представляет собой анизотропную форму, если смотреть на нижний фланец 56 в H–направлении. В данном случае, как показано на ФИГ. 4B, анизотропная форма представляет собой форму, у которой короткие и длинные стороны различной длины определяются воображаемыми прямоугольниками, описанными вокруг формы 62 профиля, наклоненной в различных направлениях, причем короткая сторона определяется самой короткой из четырех сторон первого наименьшего прямоугольника и/или длинная сторона определяется самой длинной из четырех сторон второго наименьшего прямоугольника. На ФИГ. 4B показан первый наименьший прямоугольник 100. В данном примере первый наименьший прямоугольник 100 содержит сторону 100a, соответствующую самой короткой из коротких сторон. Первый наименьший прямоугольник 100 также соответствует второму наименьшему прямоугольнику. Другими словами, второй наименьший прямоугольник содержит сторону 100b, соответствующую самой короткой из длинных сторон. Сторона 100a из сторон первого наименьшего прямоугольника 100, который также является вторым наименьшим прямоугольником, является короткой стороной, а сторона 100b является длинной стороной. Соответственно, форма 62 профиля нижнего фланца 56 представляет собой анизотропную форму.

Форма 62 профиля нижнего фланца 56 такой анизотропной формы включает четыре первых выступающих участка F1, которые выступают в продольном направлении L параллельно длинной стороне (стороне 100b), и два вторых выступающих участка F2, которые выступают в поперечном направлении S параллельно короткой стороне (стороне 100a). Далее в этом документе сторона 100b упоминается как «длинная сторона 100b», а сторона 100a упоминается как «короткая сторона 100a».

В данном случае «первый выступающий участок F1» означает участок, образованный в выступающей форме, выступающей в продольном направлении L и находящейся в области, отделенной в продольном направлении L расстоянием, которое больше или равно половине расстояния от прямой линии, параллельной поперечному направлению S и проходящей через центр (точку пересечения двух диагональных линий) первого наименьшего прямоугольника 100, до короткой стороны 100a, от параллельной прямой линии. «Выступающая форма» относится к форме, которая приближается к параллельной прямой линии (прямой линии, параллельной поперечному направлению S, которая проходит через центр первого наименьшего прямоугольника 100) по мере продвижения в наружном направлении по обеим сторонам от наружного периметра формы 62 профиля из точки на форме 62 профиля.

Второй выступающий участок F2 представляет собой участок, образованный в выступающей форме, выступающей в поперечном направлении S и находящейся в области, отделенной в поперечном направлении S расстоянием, которое больше или равно половине расстояния от прямой линии, параллельной продольному направлению L, которая проходит через центр (точку пересечения двух диагональных линий) первого наименьшего прямоугольника 100, до длинной стороны 100b, от параллельной прямой линии. Термин «выступающая форма» относится к форме участка, который приближается к параллельной прямой линии (прямой линии, параллельной продольному направлению L, которая проходит через центр первого наименьшего прямоугольника 100) по мере продвижения в наружном направлении по обеим сторонам от наружного периметра формы 62 профиля из точки на форме 62 профиля.

В настоящем варианте осуществления форма 62 профиля нижнего фланца 56 включает четыре первых выступающих участка F1 и два вторых выступающих участка F2. Два первых выступающих участка F1 направлены в первую сторону в продольном направлении L, а два других первых выступающих участка F1 направлены во вторую сторону, противоположную первой. Один из вторых выступающих участков F2 направлен в третью сторону в поперечном направлении S, а другой второй выступающий участок F2 направлен в четвертую сторону, противоположную третьей. Количество первых выступающих участков F1, направленных в первую сторону в продольном направлении L, такое же, как и количество первых выступающих участков F1, направленных во вторую сторону. В соответствии с вариантом осуществления предпочтительно три из первых выступающих участков F1 направлены в первую сторону в продольном направлении L, а оставшийся первый выступающий участок F1 направлен во вторую сторону, противоположную первой стороне, и один второй выступающий участок F2 направлен в третью сторону в поперечном направлении S, а другой второй выступающий участок F2 направлен в четвертую сторону, противоположную третьей стороне.

Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления форма 62 профиля нижнего фланца 56 предпочтительно содержит пять, шесть или семь первых выступающих участков F1 фланца и два вторых выступающих участка F2. В этом варианте осуществления количество первых выступающих участков F1, направленных в первую сторону в продольном направлении L, может совпадать или не совпадать с количеством первых выступающих участков F1, направленных во вторую сторону.

В настоящем варианте осуществления форма 62 профиля нижнего фланца 56 включает четыре первых выступающих участка F1 и два вторых выступающие участка F2. Это затрудняет выпадение шиповой шпильки 50 из отверстия 29 для установки шпильки в шине 10 и препятствует вращению шиповой шпильки 50, которое является первопричиной выпадения шиповой шпильки 50.

В частности, форма 62 профиля нижнего фланца 56 содержит большой второй выступающий участок F2 вдоль длинной стороны 100b. Это увеличивает силу удержания для предотвращения движения шиповой шпильки 50, которая принимает сдвиговое усилие от обледенелого дорожного покрытия, вызывающее наклон и выпадение из отверстия для вставки шпильки. В результате шиповая шпилька 50 с трудом выпадает из отверстия 29 для вставки шпильки.

Как описано выше, прежде чем шиповая шпилька 50 выпадает из отверстия 29 для вставки шпильки, шиповая шпилька 50 вращается в отверстии 29 для вставки шпильки. При вращении шины 10 сопротивление отверстия 29 для вставки шпильки и резины 18 протектора, удерживающее шиповую шпильку 50 в отверстии 29 для вставки шпильки в ответ на сдвиговое усилие, принимаемое от обледенелого дорожного покрытия, снижается, и шиповая шпилька 50, скорее всего, выпадет из отверстия 29 для вставки шпильки. Однако форма 62 профиля нижнего фланца 56 шиповой шпильки 50 включает четыре первых выступающих участка F1 и имеет волны, и нижний фланец 56 закрепляется и фиксируется в отверстии 29 для вставки шпильки за счет резины 18 протектора, деформируемой в соответствии с этими волнами. Таким образом, когда шиповая шпилька 50 принимает сдвиговое усилие от обледенелого дорожного покрытия, зазор между шиповой шпилькой 50 и отверстием 29 для вставки шпильки из–за наклона шиповой шпильки 50 в направлении сплющивания образуется с трудом. В результате нижний фланец 56 может быть плотно закреплен резиной 18 протектора (поверхностью внутренней стенки отверстия для вставки шпильки), и вращение шиповой шпильки 50 в отверстии 29 для вставки шпильки, которое является первопричиной выпадения шиповой шпильки 50, может быть предотвращено. Соответственно, шиповая шпилька 50 настоящего варианта осуществления может сильнее препятствовать выпадению шиповой шпильки 50, чем шиповые шпильки известного уровня техники с профилем недугообразной формы нижнего фланца. Кроме того, даже когда шиповая шпилька 50 принимает сдвиговое усилие от обледенелого дорожного покрытия, между шиповой шпилькой 50 и отверстием 29 для вставки шпильки вряд ли образуется зазор, и шиповая шпилька 50 с трудом смещается из положения в отверстии 29 для вставки шпильки (не ослабевает). В результате шиповая шпилька 50 с трудом выпадает из отверстия 29 для установки шпильки, сдвиговое усилие между шиповой шпилькой 50 и обледенелым дорожным покрытием эффективно передается брекеру 14, всей шипованной шине 10 и транспортному средству с установленной шипованной шиной 10. Таким образом, тормозные и ходовые качества и управляемость на обледенелых дорожных покрытиях улучшаются.

На ФИГ. 5 приведена схема, иллюстрирующая форму 62 профиля нижнего фланца 56 в соответствии с вариантом осуществления.

В соответствии с вариантом осуществления, как показано на ФИГ. 5, первые выступающие участки F1 состоят из двух пар первых выступающих участков F1. Другими словами, на виде в горизонтальной проекции листа на ФИГ. 5 два первых выступающих участка F1, выступающих влево в продольном направлении L, определены как одна пара, а два первых выступающих участка F1, выступающих вправо в продольном направлении L, определены как другая пара. В данном случае форма 62 профиля нижнего фланца 56 предпочтительно включает в себя два первых углубленных участка F3, которые изогнуты в направлении средней точки G формы 62 профиля, и каждый из которых расположен между одной из пар первых выступающих участков F1 фланца. В данном случае форма 62 профиля предпочтительно включает в себя четыре вторых углубленных участка F4, которые изогнуты в направлении средней точки G и расположены между каждым из вторых выступающих участков F2 и одним из первых выступающих участков F1, и плавно переходят в один из первых выступающих участков F1.

Кроме того, форма 62 профиля нижнего фланца 56 включает первые углубленные участки F3. Таким образом, когда нижний фланец 56 соприкасается с поверхностью внутренней стенки отверстий 29 для вставки шпильки, площадь поверхности контакта в поперечном направлении S увеличивается. Это улучшает силу удержания, предотвращающую движение шиповой шпильки 50 и выпадение ее из отверстия 29 для вставки шпильки. В результате может быть предотвращено выпадение шиповой шпильки 50 из отверстия 29 для вставки шпильки.

Кроме того, форма 62 профиля нижнего фланца 56 включает в себя второй углубленный участок F4 в четырех секциях, образующий четыре углубления по окружности формы 62 профиля. В результате установочным пальцам устройства для установки шиповых шпилек, используемого при установке шиповой шпильки 50 в отверстие 29 для вставки шпильки, значительно легче захватывать нижний фланец 56 шиповой шпильки 50. Другими словами, когда установочные пальцы захватывают нижний фланец 56 анизотропной формы, шиповая шпилька 50 захватывается таким образом, что анизотропная форма принимает подходящую ориентацию и может быть установлена в отверстие 29 для вставки шпильки. Это улучшает свойства шпилек с точки зрения установки.

В соответствии с вариантом осуществления, как показано на ФИГ. 5, глубина углубления первых углубленных участков F3 предпочтительно такая же, как и глубина углубления вторых углубленных участков F4 или больше глубины углубления вторых углубленных участков F4. В данном случае «глубина углубления» относится к расстоянию от прямой линии, соединяющей два первых углубленных участка F3 по обе стороны первого углубленного участка F3 или второго углубленного участка F4, или от прямой линии, соединяющей один из первых выступающих участков F1 с одним из вторых выступающих участков F2, до наиболее удаленной точки от первого углубленного участка F3 или второго углубленного участка F4. При форме, при которой глубина углубления определена таким образом, площадь контактной поверхности, в поперечном направлении S, между нижним фланцем 56 и поверхностью внутренней стенки отверстия 29 для вставки шпильки может быть увеличена, и углубление на боковой стороне в поперечном направлении S может быть увеличено. Это позволяет дополнительно сдерживать вращение шиповой шпильки 50. Кроме того, увеличивается сила удержания, препятствующая выпадению шиповой шпильки 50 из отверстия 29 для вставки шпильки.

В соответствии с вариантом осуществления изогнутая форма первых углубленных участков F3 и изогнутая форма вторых углубленных участков F4 предпочтительно представляет собой дугообразную форму с заданным радиусом кривизны. В случае, когда изогнутую форму первых углубленных участков F3 и изогнутую форму вторых углубленных участков F4 формируют с одним радиусом кривизны, радиус кривизны первых углубленных участков F3 предпочтительно меньше или равен радиусу кривизны вторых углубленных участков F4. Например, чтобы улучшить силу удержания, описанную выше, радиус кривизны первых углубленных участков F3 предпочтительно меньше или равен 50% радиуса кривизны вторых углубленных участков F4.

В соответствии с одним вариантом осуществления, как показано на Фиг. 5, два вторых выступающих участка F2 включают в себя два прямолинейных участка F5, параллельных продольному направлению L. Прямолинейные участки F5 предпочтительно представляют собой участки, наиболее выступающие в поперечном направлении S. При такой конфигурации установочные пальцы устройства для установки шиповой шпильки, используемые для установки шиповой шпильки 50 в отверстие 29 для вставки шпильки, могут легче захватывать нижний фланец 56 шиповой шпильки 50. Например, в случае, когда прямолинейные участки F5 находятся в положении захвата установочных пальцев, положение захвата установочных пальцев отклоняется от заданного положения вдоль прямолинейных участков F5, а диапазон прямолинейных участков F5, в котором возможен захват установочными пальцами, достаточно велик, чтобы можно было крепко захватить шиповую шпильку 50. В результате количество случаев неправильной установки шиповой шпильки 50 в отверстие 29 для вставки шпильки уменьшается.

На ФИГ. 6A–6D представлены схемы, иллюстрирующие примеры позиций захвата установочных пальцев устройства для установки шиповых шпилек, в которых захвачены нижний фланец 56, имеющий корпус с формой 62 профиля, изображенной на ФИГ. 5. На ФИГ. 6A–6D позиции, отмеченные знаком △, указывают места захвата установочными пальцами. ФИГ. 6A и 6B иллюстрируют пример, в котором установочных пальцев четыре. ФИГ. 6C и 6D иллюстрируют пример, в котором установочных пальцев три. В примерах, показанных на ФИГ. 6A–6D, позициями захвата являются по меньшей мере два углубленных участка, а другие позиции захвата соответствуют одному из прямолинейных участков F5 или углубленному участку. Таким образом, установочные пальцы имеют различные режимы, в том числе с тремя или четырьмя установочными пальцами, позволяющие захватывать шиповую шпильку 50 в позиции углубленного участка нижнего фланца 56. Поэтому вне зависимости от типа установочных пальцев шиповая шпилька 50 может быть устойчиво установлена в отверстие 29 для вставки шпильки.

В соответствии с вариантом осуществления, как показано на ФИГ. 5, два первых углубленных участка F3 предпочтительно образованы с зеркально симметричной формой относительно первой воображаемой прямой линии AL1 (см. ФИГ. 5), параллельной поперечному направлению S и проходящей через среднюю точку G, и/или с зеркально симметричной формой относительно второй воображаемой прямой линии AL2 (см. ФИГ. 5), параллельной продольному направлению L и проходящей через среднюю точку G. Таким образом, при установке шиповой шпильки 50 в отверстие 29 для вставки шпильки установочные пальцы могут без труда захватить шиповую шпильку 50 в нужной ориентации.

В соответствии с вариантом осуществления, как показано на ФИГ. 5, четыре вторых углубленных участка F4 предпочтительно образованы с зеркально симметричной формой относительно первой воображаемой прямой линии AL1, параллельной поперечному направлению S и проходящей через среднюю точку G, и/или с зеркально симметричной формой относительно второй воображаемой прямой линии AL2, параллельной продольному направлению L и проходящей через среднюю точку G. Таким образом, при установке шиповой шпильки 50 в отверстие 29 для вставки шпильки установочные пальцы могут без труда захватить шиповую шпильку 50 в нужной ориентации.

В соответствии с вариантом осуществления, как показано на ФИГ. 5, в случае, когда форма профиля 62 включает в себя два прямолинейных участка F5, два прямолинейных участка F5 предпочтительно образованы с зеркально симметричной формой относительно первой воображаемой прямой линии AL1, параллельной поперечному направлению S и проходящей через среднюю точку G, и/или с зеркально симметричной формой относительно второй воображаемой прямой линии AL2, параллельной продольному направлению L и проходящей через среднюю точку G. Таким образом, при установке шиповой шпильки 50 в отверстие 29 для вставки шпильки установочные пальцы могут без труда захватить шиповую шпильку 50 в нужной ориентации.

В соответствии с вариантом осуществления, как показано на ФИГ. 5, два вторых выступающих участка F2 включают в себя два прямолинейных участка F5, параллельных продольному направлению L. Прямолинейные участки F5 предпочтительно представляют собой участки, наиболее выступающие в поперечном направлении S. Кроме того, оба конца двух прямолинейных участков F5 предпочтительно соединяются с двумя вторыми углубленными участками F4 из четырех вторых углубленных участков F4. Другими словами, один второй выступающий участок F2 предпочтительно образован одним из прямолинейных участков F5 и двумя вторыми углубленными участками F4. Таким образом, благодаря нижнему фланцу 56, включающему второй выступающий участок F2, сильно выступающий в поперечном направлении S, увеличивается сила удержания, предотвращающая выпадение шиповой шпильки 50 из отверстия 29 для вставки шпильки.

В шину устанавливают шиповую шпильку 50, включающую форму 62 профиля нижнего фланца 56 анизотропной формы. На ФИГ. 7A и 7B представлены схемы, иллюстрирующие ориентацию шиповой шпильки 50, установленной в шину.

На ФИГ. 7A показан пример, в котором шиповую шпильку устанавливают в отверстие 29 для установки шпильки таким образом, что продольное направление L нижнего фланца 56 обращено к поперечному направлению W шины, а поперечное направление S, совмещенное с направлением расположения, обращено к направлению C вдоль окружности шины. На ФИГ. 7B показан пример, в котором шиповую шпильку устанавливают в отверстие 29 для установки шпильки таким образом, что поперечное направление S нижнего фланца 56 обращено к поперечному направлению W шины, а продольное направление L, совмещенное с ориентацией расположения шиповой шпильки 50, обращено к направлению C вдоль окружности шины.

Как показано на ФИГ. 7A, когда шиповая шпилька 50 расположена таким образом, что ее поперечное направление S соответствует направлению C вдоль окружности шины, и шиповая шпилька 50 принимает боковое усилие в виде сдвигового усилия, она наклоняется, сплющивая отверстие 29 для вставки шпильки. Однако нижний фланец 56 прочно закреплен с помощью резины 18 протектора, сформированной соответствующими волнами, образуемыми четырьмя первыми выступающими участками F1 нижнего фланца 56 на поверхности внутренней стенки отверстия 29 для вставки шпильки. Таким образом, зазор между шиповой шпилькой 50 и отверстием 29 для вставки шпильки 50, обусловленный наклоном шиповой шпильки в поперечном направлении W шины, образуется с трудом (шпилька не ослабевает). Соответственно, шиповая шпилька 50 с трудом поворачивается в отверстии 29 для вставки шпильки. Таким образом, выпадение шиповой шпильки 50 из отверстия 29 для вставки шпильки предотвращается, и боковое усилие эффективно передается от шиповой шпильки 50 к брекеру 14 посредством резины 18 протектора, улучшая реакцию шипованной шины на боковые усилия. Кроме того, второй углубленный участок F4 представляет собой участок, обращенный к направлению, наклоненному относительно поперечного направления W шины. Таким образом, даже при повороте с торможением/движением, когда воспринимаемое шиповой шпилькой 50 боковое усилие направлено под углом, внутренняя поверхность стенки отверстия 29 для вставки шпильки закрепляет выступающие участки (первые выступающие участки F1 и вторые выступающие участки F2) по обе стороны от второго углубленного участка F4 и второго углубленного участка F4. Это улучшает реакцию шипованной шины на боковые усилия. Таким образом, повышается устойчивость к выпадению шпильки при повороте и управляемость на заснеженных и обледенелых дорожных покрытиях. Кроме того, форма 62 профиля нижнего фланца 56 содержит большой второй выступающий участок F2, обращенный к направлению C вдоль окружности шины. Это увеличивает силу удержания во избежание движения шиповой шпильки 50, приводящего к ее наклону и выпадению из отверстия для вставки шпильки, когда шиповая шпилька 50 принимает большое тормозящее или ускоряющее усилие во время торможения или движения. В результате улучшаются тормозные и ходовые качества на обледенелых дорожных покрытиях, а также устойчивость к выпадению шпильки при поворотах.

Как показано на ФИГ. 7B, когда шиповая шпилька 50 расположена таким образом, что ее продольное направление L соответствует направлению C вдоль окружности шины, и шиповая шпилька 50 принимает тормозное усилие и ходовое усилие в виде сдвигового усилия, она наклоняется, сплющивая отверстие 29 для вставки шпильки. Однако нижний фланец 56 прочно закреплен с помощью резины 18 протектора, сформированной соответствующими волнами, образуемыми четырьмя первыми выступающими участками F1 нижнего фланца 56 на поверхности внутренней стенки отверстия 29 для вставки шпильки. Таким образом, зазор (не показан) между шиповой шпилькой 50 и отверстием 29 для вставки шпильки 50, обусловленный наклоном шиповой шпильки в направлении вдоль окружности шины из–за обледенелого дорожного покрытия, образуется с трудом. Соответственно, шиповая шпилька 50 с трудом поворачивается в отверстии 29 для вставки шпильки. Таким образом, выпадение шиповой шпильки 50 из отверстия 29 для вставки шпильки предотвращается, и тормозящее или ускоряющее усилие эффективно передается от шиповой шпильки 50 к брекеру 14 посредством резины 18 протектора, улучшая реакцию шипованной шины на тормозящие усилия. Иными словами, улучшается тормозная способность на льду. Кроме того, второй углубленный участок F4 представляет собой участок, обращенный к направлению, наклоненному относительно поперечного направления W шины. Таким образом, даже при торможении или ускорении с углом увода, когда воспринимаемое шиповой шпилькой 50 тормозящее или ускоряющее усилие направлено под углом, внутренняя поверхность стенки отверстия 29 для вставки шпильки прочно закрепляет выступающие участки (первые выступающие участки F1 и вторые выступающие участки F2) по обе стороны от второго углубленного участка F4 и второго углубленного участка F4. Это улучшает реакцию шипованной шины на торможение и ускорение. Таким образом, повышается устойчивость к выпадению шпильки при торможении и улучшаются тормозные и ходовые качества на заснеженных и обледенелых дорожных покрытиях. Кроме того, форма 62 профиля нижнего фланца 56 включает в себя большой второй выступающий участок F2, обращенный к поперечному направлению W шины. Это повышает силу удержания, предотвращая движение шиповой шпильки 50, приводящее к ее наклону и выпадению из отверстия для вставки шпильки, когда шиповая шпилька 50 воспринимает большое боковое усилие при повороте. В результате улучшается управляемость на обледенелых дорожных покрытиях, а также устойчивость к выпадению шпильки при поворотах.

Таким образом, ориентацию шиповой шпильки 50 можно установить в соответствии с целевыми характеристиками шипованной шины.

Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления во внутренней области возле экваториальной линии CL шины участка протектора шиповую шпильку 50 предпочтительно устанавливают в одной ориентации, показанной на ФИГ. 7A или ФИГ. 7B, а во внешней области снаружи внутренней области в поперечном направлении шины шиповую шпильку 50 предпочтительно устанавливают в другой ориентации, показанной на ФИГ. 7A или ФИГ. 7B. Степень влияния на тормозные и ходовые качества и управляемость зависит от положения участка протектора в поперечном направлении шины. Таким образом, для эффективного улучшения тормозных и ходовых качеств и управляемости ориентацию шиповой шпильки 50, показанной на ФИГ. 7A или ФИГ. 7B, предпочтительно выбирают в зависимости от положения в поперечном направлении шины, в котором устанавливают шиповую шпильку 50.

Примеры, стандартный пример и сравнительные примеры

Были изготовлены шиповые шпильки, включающие нижние фланцы с различными формами профиля. Для получения шипованной шины изготовленные шиповые шпильки вставляли в шину 10 с конфигурацией, показанной на ФИГ. 1–3. Эти шипованные шины устанавливали на пассажирский испытательный автомобиль и оценивали шиповые шпильки.

Каждая из изготовленных шин имела размер 205/55R16. Использованное пассажирское транспортное средство представляло собой переднеприводной седан с объемом двигателя 2000 куб. см. Внутреннее давление в шинах устанавливали на уровне 230 (кПа) как для передних колес, так и для задних колес. Нагрузка на шины составляла 450 кг на передние колеса и 300 кг на задние колеса. Оценивали указанные ниже характеристики шиповых шпилек.

Устойчивость к выпадению шпильки

Долю (%) количества шиповых шпилек, оставшихся в резине протектора, от общего количества установленных шиповых шпилек определяли после прохождения испытательным автомобилем 15 000 км по сухому дорожному покрытию, включая асфальтовые дорожные покрытия или бетонные дорожные покрытия. Доля, равная 95% или более, оценивается как не представляющая практической проблемы с точки зрения выпадения шпилек.

Тормозная способность на льду

Испытательный автомобиль вели по обледенелому дорожному покрытию и в качестве тормозного пути измеряли расстояние, пройденное автомобилем после включения торможения за время, пока скорость снижалась с 30 км/ч до 5 км/ч. Величины, обратные тормозному пути для каждого из примеров, выражали как индексные значения, причем обратную величину для пути торможения из стандартного примера, описанного ниже, брали в качестве эталона (индексного значения 100). Чем больше индексные значения, тем короче тормозной путь и тем лучше тормозная способность на льду.

Управляемость на льду

Два оценивающих водителя вели испытательный автомобиль по обледенелому дорожному покрытию подготовленного закрытого автодрома и субъективно оценивали управляемость. Эти две оценки усредняли и выражали в виде индексных значений, причем оценку из стандартного примера брали в качестве эталона (индексного значения 100). Чем больше индексные значения, тем лучше управляемость на льду.

Устойчивость шпильки при установке

Шиповые шпильки захватывали установочными пальцами устройства для установки шпилек и устанавливали на шину. Находили процентное выражение шиповых шпилек, правильно установленных в отверстия 29 для вставки шпилек. Шиповые шпильки вставляли под углом относительно отверстий 29 для вставки шпильки, и количество безуспешных попыток установить шиповые шпильки в отверстия 29 для вставки шпильки принимали за количество неудач. Процентное выражение (%) количества неудач относительно общего числа попыток установить шиповую шпильку на шину вычитали из 100%, и это число принимали за устойчивость шпильки при установке. Устойчивость шпильки при установке (%) в 95% и выше указывает на высокую устойчивость шпильки при установке.

В таблицах 1 и 2 показаны различные параметры и результаты оценки для стандартного примера, сравнительных примеров и примеров.

В таблицах 1 и 2 «форма первого и второго наименьших прямоугольников, описанных вокруг профиля» относится к форме либо первого, либо второго наименьшего прямоугольника, показанного на ФИГ. 4B. В стандартном примере «круг» относится к форме профиля нижнего фланца, а не к форме первого или второго наименьшего прямоугольника. В сравнительных примерах 3 и 4 и в примерах отношение длины короткой стороны к длине длиной стороны прямоугольника составляет 1:1,13.

В таблицах 1 и 2, если в графе «Количество выступов (первый выступающий участок F1, второй выступающий участок F2)» количество первых выступающих участков F1 четное, то количество выступов с обеих сторон в продольном направлении было одинаковым. Количество вторых выступающих участков F2 было четным во всех случаях, и количество выступов с обеих сторон в поперечном направлении было одинаковым. Если количество первых выступающих участков F1 равно трем, количество выступов с обеих сторон в продольном направлении было 2 и 1, а если количество первых выступающих участков F1 равно 5, количество выступов с обеих сторон в продольном направлении было 3 и 2.

В графе «Глубина углубления первого углубленного участка F3 > или=или < глубины углубления второго углубленного участка F4» в таблицах 1 и 2 F3=F4 указывает на то, что глубины углублений равны, F3 > F4 указывает на то, что глубина углубления первого углубленного участка F3 больше глубины углубления второго углубленного участка F4, а F3 < F4 указывает на то, что глубина углубления второго углубленного участка F4 больше глубины углубления первого углубленного участка F3.

В данном случае в сравнительных примерах 1 и 4, в которых количество первых углубленных участков F1 равно двум, первые углубленные участки F3 не предусмотрены. В этом случае глубина углубления второго углубленного участка F4 определяется как глубина второго углубленного участка F4 в сравнительных примерах 2, 3.

Таблица 1

Стандартный пример Сравнительный пример 1 Сравнительный пример 2 Сравнительный пример 3 Сравнительный пример 4 Форма первого и второго наименьших прямоугольников, описанных вокруг профиля Круг Квадрат Квадрат Прямоугольник Прямоугольник Количество выступов
(первый выступающий участок F1, второй выступающий участок F2) – 2, 2 4, 2 3, 2 2, 4 Глубина углубления первого углубленного участка F3
> или=или <
глубины углубления второго углубленного участка F4 – – F3=F4 F3=F4 – Прямолинейный участок F5 – Да Да Да Да Устойчивость к выпадению шпильки (%) 55 90 92 94 94 Тормозная способность на льду 100 102 103 104 102 Управляемость на льду 100 101 102 102 102 Устойчивость шпильки при установке (%) 75 80 98 96 98

Таблица 2

Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Форма первого и второго наименьших прямоугольников, описанных вокруг профиля Прямоугольник Прямоугольник Прямоугольник Прямоугольник Количество выступающих участков (первый выступающий участок F1, второй выступающий участок F2) 4, 2 5, 2 4, 2 4, 2 Глубина углубления первого углубленного участка F3
> или=или <
глубины углубления второго углубленного участка F4 F3=F4 F3=F4 F3 > F4 F3 > F4 Прямолинейный участок F5 Да Да Да Нет
(выпуклая дугообразная форма) Устойчивость к выпадению шпильки (%) 97 98 100 100 Тормозная способность на льду 106 108 108 106 Управляемость на льду 104 105 105 104 Устойчивость шпильки при установке (%) 98 98 100 98

Как видно из сравнения стандартного примера, сравнительных примеров 1–4 и примеров 1–4, конфигурация, в которой форма 62 профиля нижнего фланца 56 является анизотропной с первым наименьшим прямоугольником или вторым наименьшим прямоугольником, описанным вокруг формы 62 профиля, представляющего собой прямоугольник, форма 62 профиля включает в себя четыре или более первых выступающих участков F1, выступающих в продольном направлении L, и два вторых выступающих участка F2, выступающих в поперечном направлении S, имеет повышенную устойчивость к выпадению шпильки по сравнению со стандартным примером и сравнительными примерами 1–4. Более того, тормозная способность на льду и управляемость на льду улучшаются по сравнению со стандартным примером и сравнительными примерами 1–4. Устойчивость шпильки при установке также выше.

Как видно из сравнения примеров 2 и 3, конфигурация, в которой глубина углубления первого углубленного участка F3 и глубина углубления второго углубленного участка F4 равны, не создает проблем с точки зрения результата оценки, однако конфигурация, в которой глубина углубления первого углубленного участка F3 превышает глубину углубления второго углубленного участка F4, имеет повышенную устойчивость к выпадению шпильки и устойчивость шпильки при установке.

Также, как видно из сравнения примеров 3 и 4, для повышения устойчивости шпильки при установке предпочтительно предусмотрен прямолинейный участок F5.

Выше приведено описание шиповой шпильки и шипованной шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено представленными выше вариантами осуществления и примерами и может быть улучшено или модифицировано различными способами при условии, что данные улучшения или модификации остаются в пределах объема настоящего изобретения.

Перечень ссылочных позиций

10 – пневматическая шина

12 – слой каркаса

14 – брекер

14a, 14b – элемент брекера

16 – сердечник борта

18 – резина протектора

18a – резина протектора верхнего слоя

18b – резина протектора нижнего слоя

20 –боковой резиновый элемент

22 – резиновый вкладыш борта

24 – брекерный резиновый элемент диска

26 – резиновый гермослой

28 – защитный слой брекера

29 – отверстие для вставки шпильки

30 – рисунок протектора

32 – наклонная канавка

34 – соединительная канавка в направлении вдоль окружности

36 – выступающая канавка

50 – шиповая шпилька

52 – вершина

54 – участок корпуса

54a – верхняя торцевая поверхность

56 – нижний фланец

58 – верхний фланец

60 – шейка

62 – форма профиля

100 – первый наименьший прямоугольник

100a – сторона (короткая сторона)

100b – сторона (длинная сторона)

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шиповая шпилька включает в себя вершину, включающую торцевую поверхность, которая соприкасается с дорожным покрытием, и участок корпуса, который поддерживает вершину; и нижний фланец, соединенный с частью корпуса у конца на противоположной торцевой поверхности стороне. Форма профиля нижнего фланца представляет собой анизотропную форму, у которой короткие и длинные стороны различной длины определяются воображаемыми прямоугольниками, описанными вокруг профиля, причем короткая сторона определяется самой короткой из четырех сторон первого наименьшего прямоугольника и/или длинная сторона определяется самой длинной из четырех сторон второго наименьшего прямоугольника. Форма профиля включает в себя четыре или более первых выступающих участков, которые выступают в продольном направлении параллельно длинным сторонам, и два вторых выступающих участка, которые выступают в поперечном направлении параллельно коротким сторонам. Технический результат – надежность фиксации шиповой шпильки в протекторе колеса. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

1. Шиповая шпилька, выполненная с возможностью установки на шину и содержащая:

вершину, содержащую торцевую поверхность, которая соприкасается с дорожным покрытием;

участок корпуса, который поддерживает вершину таким образом, что вершина выступает из торцевой поверхности на одной стороне участка корпуса; и

нижний фланец, соединенный с концом участка корпуса на противоположной торцевой поверхности стороне;

при этом форма профиля нижнего фланца, если смотреть по направлению расположения вершины, участка корпуса и нижнего фланца, является анизотропной формой, у которой короткие и длинные стороны различной длины определяются воображаемыми прямоугольниками, описанными вокруг профиля фланца, причем короткая сторона определяется самой короткой из четырех сторон первого наименьшего прямоугольника и/или длинная сторона определяется самой длинной из четырех сторон второго наименьшего прямоугольника; и

форма профиля содержит четыре или более первых выступающих участков, которые выступают в продольном направлении параллельно длинным сторонам, и два вторых выступающих участка, которые выступают в поперечном направлении параллельно коротким сторонам.

2. Шиповая шпилька по п. 1, в которой:

первый выступающий участок состоит из двух пар таких участков;

форма профиля содержит два первых углубленных участка, изогнутых в направлении средней точки формы профиля и расположенных между каждой парой первых выступающих участков; и

форма профиля дополнительно содержит четыре вторых углубленных участка, которые изогнуты в направлении средней точки, расположены между каждым из вторых выступающих участков и одним из первых выступающих участков и плавно переходят в один из первых выступающих участков.

3. Шиповая шпилька по п. 2, в которой глубина углубления первых углубленных участков равна или больше глубины углубления вторых углубленных участков.

4. Шиповая шпилька по п. 2 или 3, в которой два первых углубленных участка образованы с зеркально симметричной формой по отношению к первой воображаемой прямой линии, параллельной поперечному направлению, проходящему через среднюю точку, и/или с зеркально симметричной формой по отношению ко второй воображаемой прямой линии, параллельной продольному направлению, проходящему через среднюю точку.

5. Шиповая шпилька по п. 2 или 3, в которой четыре вторых углубленных участка образованы с зеркально симметричной формой по отношению к первой воображаемой прямой линии, параллельной поперечному направлению, проходящему через среднюю точку, и/или с зеркально симметричной формой по отношению ко второй воображаемой прямой линии, параллельной продольному направлению, проходящему через среднюю точку.

6. Шиповая шпилька по любому из пп. 1–5, в которой

два вторых выступающих участка содержат два прямолинейных участка, параллельных продольному направлению; и

прямолинейные участки представляют собой выступы, наиболее выступающие в поперечном направлении.

7. Шиповая шпилька по п. 6, в которой два прямолинейных участка образованы с зеркально симметричной формой по отношению к первой воображаемой прямой линии, параллельной поперечному направлению, проходящему через среднюю точку, и/или с зеркально симметричной формой по отношению ко второй воображаемой прямой линии, параллельной продольному направлению, проходящему через среднюю точку.

8. Шиповая шпилька по любому из пп. 2–5, в которой:

два вторых выступающих участка содержат два прямолинейных участка, параллельных продольному направлению;

прямолинейные участки представляют собой выступы, наиболее выступающие в поперечном направлении; и

оба конца каждого из двух прямолинейных участков соединяются с двумя вторыми углубленными участками из четырех вторых углубленных участков.

9. Шипованная шина с установленной шиповой шпилькой, содержащая участок протектора с установленной шиповой шпилькой по любому из пп. 1–8 с продольным направлением, обращенным в направлении вдоль окружности шины.

10. Шипованная шина с установленной шиповой шпилькой, содержащая участок протектора с установленной шиповой шпилькой по любому из пп. 1–8 с поперечным направлением, обращенным в направлении вдоль окружности шины.