ШИПОВОЙ ШТИФТ И ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА, ОСНАЩЕННАЯ ШИПОВЫМ ШТИФТОМ Российский патент 2020 года по МПК B60C11/16 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к шиповому штифту и к пневматической шине, содержащей шиповой штифт.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Шиповые штифты для пневматических шин улучшают ходовые качества (в том числе, ходовые характеристики, характеристики торможения и поворотные характеристики) транспортного средства, на котором установлены пневматические шины с шиповыми штифтами, на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях за счет зацепления за обледенелые и заснеженные дорожные покрытия и проникновения в них.

[0003] Шиповой штифт, раскрытый в патентной литературе 1, содержит головку или корпус и штифт или стерженек, который выступает из концевой поверхности корпуса. На виде сверху одна сторона стерженька имеет прерывистый контур, в котором предусмотрен по меньшей мере один зуб.

Список цитируемых источников

Патентная литература

[0004] Патентная литература 1: WO 2014/122570 А1

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

[0005] За счет того, что стерженек имеет кромки во множестве направлений, дополнительно улучшаются ходовые качества (в частности, поворотные характеристики) на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях. Однако в обычных шиповых штифтах, таких, как раскрыто в патентной литературе 1, не уделяется достаточное внимание выполнению стерженька с кромками во множестве направлений.

[0006] Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении стерженька шипового штифта кромками во множестве направлений.

Решение проблемы

[0007] В одном варианте осуществления настоящего изобретения предложен шиповой штифт, содержащий корпус и стерженек, выступающий из корпуса, причем стерженек имеет многоступенчатую конструкцию, которая содержит по меньшей мере первую ступень, выступающую из корпуса, и вторую ступень, выступающую из первой ступени, причем внешняя форма первой ступени на виде сверху и форма второй ступени на виде сверху отличаются.

[0008] В первом конкретном варианте осуществления стерженек может также содержать третью ступень, выступающую из второй ступени.

[0009] Первая ступень и вторая ступень стерженька имеют различные внешние формы на виде сверху. Таким образом, на виде сверху направления кромок первой ступени и кромок второй ступени отличаются. Другими словами, стерженек имеет кромки во множестве направлений, и эти кромки действуют во множестве направлений. В результате, улучшаются ходовые качества на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях.

[0010] В первом конкретном варианте осуществления количество кромок второй ступени предпочтительно меньше, чем количество кромок первой ступени.

[0011] Чем больше количество кромок, тем меньше длина каждой кромки. При установлении относительно большего количества кромок первой ступени, кромки могут быть обеспечены во множестве направлений при сохранении длины каждой кромки. Кроме того, при установлении относительно меньшего количества кромок второй ступени, кромки также могут быть обеспечены в направлениях, отличающихся от направлений кромок первой ступени, при сохранении длины каждой кромки.

[0012] В первом конкретном варианте осуществления количество кромок самой дальней ступени предпочтительно больше, чем количество кромок второй самой дальней ступени.

[0013] Говоря в общем, чем больше количество кромок ступени, тем лучше проникновение ступени в обледенелые и заснеженные дорожные покрытия. Кроме того, самая дальняя ступень обладает способностью наибольшего проникновения в обледенелые и заснеженные дорожные покрытия по сравнению с другими ступенями. Таким образом, за счет задания относительно большого количества кромок самой дальней ступени, проникновение стерженька в обледенелые и заснеженные дорожные покрытия может быть улучшено эффективным образом.

[0014] В первом конкретном варианте осуществления, когда общее количество вышеописанных ступеней стерженька представляет собой нечетное число, количество кромок (N+1)^й ступени, которая является нечетной ступенью, установлено большим, чем количество кромок N^й ступени. Стоит отметить, что (N+1)^я ступень является самой дальней ступенью, a N^я ступень является второй самой дальней ступенью.

[0015] В первом конкретном варианте осуществления, когда общее количество вышеописанных ступеней стерженька представляет собой четное число, количество кромок (N+1)^й ступени, которая является четной ступенью, установлено большим, чем количество кромок N^й ступени.

[0016] Во втором конкретном варианте осуществления внешняя форма первой ступени на виде сверху и форма второй ступени на виде сверху могут быть различными.

[0017] Такая конфигурация позволяет кромкам как первого, так и второго выступов зацепляться за обледенелое и заснеженное дорожное покрытие в различных направлениях при движении по обледенелым и заснеженным дорожным покрытиям с шиповым штифтом, установленным в отверстии для штифта шипованной шины. В результате, на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях могут быть улучшены характеристики кромок и ходовые качества (ходовые характеристики, характеристики торможения и поворотные характеристики).

[0018] Во втором конкретном варианте осуществления по меньшей мере одна форма из внешней формы первой ступени на виде сверху и внешней формы второй ступени на виде сверху может быть многоугольной.

[0019] Во втором конкретном варианте осуществления количество кромок первой ступени предпочтительно меньше, чем количество кромок второй ступени.

[0020] Во втором конкретном варианте осуществления величина выступания первой ступени из корпуса предпочтительно больше, чем величина выступания второй ступени из первой ступени.

[0021] В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена шипованная шина, содержащая вышеописанный шиповой штифт.

Обеспечиваемые изобретением технические результаты

[0022] Согласно настоящему изобретению стерженек шипового штифта может быть обеспечен кромками во множестве направлений, вследствие чего на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях могут быть улучшены ходовые качества.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0023] На ФИГ. 1 показан вид в перспективе шипового штифта согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

На ФИГ. 2 показан вид сверху стерженька шипового штифта согласно первому варианту осуществления;

На ФИГ. 3 показан частичный вид сбоку шипового штифта согласно первому варианту осуществления, полученный в направлении стрелки III по ФИГ. 1;

На ФИГ. 4 показан развернутый вид протекторной части пневматической шины, на котором установлены шиповые штифты согласно первому варианту осуществления;

На ФИГ. 5А показан вид сверху стерженька шипового штифта согласно второму варианту осуществления;

На ФИГ. 5В показан частичный вид сбоку шипового штифта согласно второму варианту осуществления, полученному как на ФИГ. 3;

На ФИГ. 6А показан вид сверху стерженька шипового штифта согласно третьему варианту осуществления;

На ФИГ. 6В показан частичный вид сбоку шипового штифта согласно третьему варианту осуществления, полученному как на ФИГ. 3;

На ФИГ. 7А показан вид сверху стерженька шипового штифта согласно четвертому варианту осуществления;

На ФИГ. 7В показан частичный вид сбоку шипового штифта согласно четвертому варианту осуществления, полученному как на ФИГ. 3;

На ФИГ. 8 показан частичный вид в перспективе шипового штифта согласно сравнительному примеру;

На ФИГ. 9 показан вид в перспективе шипового штифта согласно пятому варианту осуществления;

На ФИГ. 10 показан вид спереди шипового штифта, показанного на ФИГ. 1;

На ФИГ. 11 показан вид сверху шипового штифта, показанного на ФИГ. 1;

На ФИГ. 12 показан вид в разрезе одного из отверстий для штифта, показанных на ФИГ. 4;

На ФИГ. 13 показан вид сверху стерженька согласно примеру 2;

На ФИГ. 14 показан вид сверху стерженька согласно примеру 3;

На ФИГ. 15 показан вид сверху стерженька согласно примеру 4;

На ФИГ. 16 показан вид сверху стерженька согласно примеру 5;

На ФИГ. 17 показан вид сверху стерженька согласно примеру 6;

На ФИГ. 18 показан вид сверху стерженька согласно примеру 7;

На ФИГ. 19 показан вид сверху стерженька согласно примеру 8;

На ФИГ. 20 показан вид сверху стерженька согласно примеру 9;

На ФИГ. 21 показан вид сверху стерженька согласно сравнительному примеру 1;

На ФИГ. 22 показан вид сверху шипового штифта согласно другому варианту осуществления;

На ФИГ. 23 показан вид сверху шипового штифта согласно еще одному другому варианту осуществления;

На ФИГ. 24 показан вид сверху шипового штифта согласно еще одному другому варианту осуществления; и

На ФИГ. 25 показан вид сверху шипового штифта согласно еще одному другому варианту осуществления.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0024] Далее будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Первый вариант осуществления

[0025] Как показано на ФИГ. 1-3, шиповой штифт 1 этого варианта осуществления в целом имеет форму, которая проходит вдоль своей оси АХ. В нижеследующем описании термин «вид сверху» может быть далее использован для формы шипового штифта 1, показанной со стороны вершины вдоль оси АХ.

[0026] Шиповой штифт 1 содержит: основание 2 на самой нижней стороне; шейку 3, выступающую из основания 2; и корпус 4, расположенный на вершине шейки 3. Шиповой штифт 1 также содержит стерженек 5, выступающий из корпуса 4.

[0027] В этом варианте осуществления основание 2 имеет по существу форму диска, а корпус 4 является по существу цилиндрическим. Шейка 3 имеет по существу короткую цилиндрическую форму, имеющую меньший диаметр, чем основание 2 и корпус 4. Кроме того, основание 2, шейка 3 и корпус 4 образуют единую конструкцию и выполнены из алюминия или алюминиевого сплава. Для основания 2, шейки 3 и корпуса 4 могут быть использованы другие конструкции и другие материалы.

[0028] Корпус 4 содержит концевую поверхность 4а и боковую поверхность 4b. В этом варианте осуществления концевая поверхность 4а представляет собой по существу плоскую поверхность, которая проходит перпендикулярно оси АХ. Концевая поверхность 4а может быть наклонена относительно оси АХ и может быть неплоской поверхностью. Стерженек 5 выступает из концевой поверхности 4а корпуса 4 в направлении вдоль оси АХ. Контур или внешняя форма стерженька 5 на виде сверху помещена в область, ограниченную внешней формой концевой поверхности 4а корпуса 4 на виде сверху. Другими словами, площадь внешней формы стерженька 5 на виде сверху меньше чем, площадь внешней формы концевой поверхности 4а корпуса 4 на виде сверху. Например, площадь первой может быть установлена равной от 10 до 45% площади последней.

[0029] В этом варианте осуществления материал стерженька 5 представляет собой вольфрам. Стерженек 5 представляет собой отдельный компонент от основания 2, шейки 3 и корпуса 4 и введен во взаимодействие с корпусом 4 и, таким образом, закреплен на нем. Что касается стерженька 5, может быть использован другой материал. Стерженек 5 и корпус 4 могут также иметь единую конструкцию.

[0030] Как совместно показано на ФИГ. 4, шиповой штифт 1 используют путем установки в отверстия 6b для штифта, которые образованы на протекторной части 6а пневматической шины (шипованной шины) 6. Основание 2 и шейка 3 полностью размещены в каждом отверстии 6b для штифта. Корпус 4 размещен в каждом отверстии 6b для штифта так, что его концевая поверхность 4а и стерженек 5 открыты на протекторной части 6.

[0031] Стерженек 5 имеет многоступенчатую конструкцию, содержащую множество ступеней. В этом варианте осуществления стерженек 5 содержит три ступени, а именно первую ступень 11, вторую ступень 12 и третью ступень 13. Первая-третья ступени 11, 12 и 13 стерженька 5 имеют концевые поверхности 11а, 12а и 13а и боковые поверхности 11b, 12b и 13b, соответственно. Ступень на самой нижней стороне, а именно первая ступень 11, выступает из концевой поверхности 4а корпуса 4. Кроме того, промежуточная ступень, а именно вторая ступень 12, выступает из концевой поверхности 11а первой ступени 11. Кроме того, самая дальняя ступень, а именно третья ступень 13, выступает из концевой поверхности 12а второй ступени 12. Стерженек 5 может иметь четыре или более ступеней.

[0032] Общая высота стерженька 5 (в этом варианте осуществления высота от концевой поверхности 4а корпуса 4 до концевой поверхности 13а третьей ступени 13) может быть установлена, например, равной от 0,5 мм до 3 мм. Кроме того, отношение суммы высот ступеней, отличных от первой ступени 11 (в этом варианте осуществления сумма высот второй и третьей ступеней 12 и 13) к общей высоте стерженька может быть задано, например, равным от 10% до 90%.

[0033] В первой-третьей ступенях 11, 12 и 13 стерженька 5 концевые поверхности 11а, 12а и 13а на виде сверху имеют большие внешние формы в направлении стороны корпуса 4, а именно концевой стороны основания. Напротив, в первой-третьей ступенях 11, 12 и 13 стерженька 5 концевые поверхности 11а, 12а и 13а на виде сверху имеют меньшие внешние формы в направлении стороны вершины. Соответственно, стерженек 5 в целом представляет собой заостренный стерженек, который выступает ступенчатым образом из концевой поверхности 4а корпуса 4.

[0034] В этом варианте осуществления концевые поверхности 11a, 11b и 11с первой-третьей ступеней 11, 12 и 13 являются по существу плоскими поверхностями, которые проходят перпендикулярно оси АХ. Концевые поверхности 11а, 11b и 11с могут быть наклонены относительно оси АХ и могут быть неплоскими поверхностями.

[0035] Как наиболее ясно показано на ФИГ. 2, внешние формы концевых поверхностей 11а, 12а и 13а первой-третьей ступеней 11, 12 и 13 на виде сверху являются пятиугольной, четырехугольной и пятиугольной, соответственно. В первой ступени 11, чья концевая поверхность 11а является пятиугольной, пять сторон и кромки 21а, 21b, 21с, 21d и 21е образованы концевой поверхностью 11а и боковой поверхностью 11b. Кроме того, во второй ступени 12, чья концевая поверхность 12а является четырехугольной, четыре стороны и кромки 22а, 22b, 22 с и 22d образованы концевой поверхностью 12а и боковой поверхностью 12b. Более того, в третьей ступени 13, чья концевая поверхность 13а является пятиугольной, пять сторон и кромки 23а, 23b, 23с, 23d и 23е образованы концевой поверхностью 13а и боковой поверхностью 11b. В этом варианте осуществления кромки 21а-21е, 22a-22d и 23а-23е являются прямолинейными. Однако необязательно, чтобы эти кромки 21а-21е, 22a-22d и 23а-23е были прямолинейными в геометрически строгом смысле и могут быть несколько изогнутыми или искривленными при условии, что сохраняется возможность зацепления на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях. Кроме того, эти кромки 21а-21е, 22a-22d и 23а-23е могут быть скошенными при условии, что сохраняется возможность зацепления на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях.

[0036] Как описано выше, концевая поверхность 11а первой ступени 11 имеет пятиугольную плоскую форму, а концевая поверхность 12а второй ступени 12 имеет четырехугольную плоскую форму. Другими словами, первая ступень 11 и вторая ступень 12 стерженька 5 отличаются в отношении внешних форм их концевых поверхностей 11а и 12а на виде сверху. Соответственно, кромки 21a-21d первой ступени 11 и кромки 22a-22d второй ступени имеют различные ориентации на виде сверху. Более конкретно, на виде сверху ни одна из кромок 22a-22d второй ступени 12 не параллельна ни одной из кромок 21а-21е первой ступени 11. Другими словами, как схематично показано символом Е на ФИГ. 1, стерженек 5 имеет кромки, ориентированные во множестве направлений, и эти кромки действуют во множестве направлений. В результате, улучшаются ходовые качества на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях.

[0037] Первая ступень 11 имеет пять кромок 21а-21е, а вторая ступень 12 имеет четыре кромки 22a-22d. Кроме того, концевая поверхность 12а второй ступени 12 меньше концевой поверхности 11а первой ступени 11. Говоря в общем, когда концевые поверхности ступеней имеют одинаковый размер, чем больше количество кромок, тем меньше длины отдельных кромок. Соответственно, при установлении относительно большего количества кромок первой ступени 11, имеющей относительно большую концевую поверхность 11а, кромки 21а-21е могут быть обеспечены во множестве направлений при сохранении длин отдельных кромок 21а-21е. Более того, при установлении относительно меньшего количества кромок второй ступени 12, имеющей относительно меньшую концевую поверхность 12а, кромки 22a-22d могут быть обеспечены в направлениях, отличных от направлений кромок 21а-21е первой ступени 11 при сохранении длин отдельных кромок 22a-22d. В результате, дополнительно улучшаются ходовые качества на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях по сравнению со случаем, когда внешняя форма концевой поверхности 11а первой ступени 11 и форма концевой поверхности 12а второй ступени 12 просто разные.

[0038] Как описано выше, концевая поверхность 13а третьей ступени 13, которая является самой дальней ступенью, является пятиугольной и имеет пять кромок 23а-23е. Кроме того, концевая поверхность 12а второй ступени 12, которая является второй самой дальней ступенью, является четырехугольной и имеет четыре кромки 22a-22d. Другими словами, количество кромок 23а-23е третьей ступени 13, которая является самой дальней ступенью, больше количества кромок 22a-22d второй ступени 12, которая является второй самой дальней ступенью.

[0039] Относительно первой-третьей ступеней 11-13, каждая ступень может лучше проникать в обледенелые и заснеженные дорожные покрытия при увеличении количества кромок. Кроме того, третья ступень 13, которая является самой дальней ступенью, может лучше проникать в обледенелые и заснеженные дорожные покрытия по сравнению с первой и второй ступенями 11 и 12. Таким образом, при установлении большего количества кромок третьей ступени 13, которая является самой дальней ступенью, чем количество кромок второй ступени 12, лучше может быть обеспечено проникновения стерженька 5 в обледенелые и заснеженные дорожные покрытия, и, таким образом, на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях могут быть улучшены ходовые качества.

[0040] Говоря в общем, когда общее количество вышеописанных ступеней стерженька представляет собой нечетное число, при установлении количества кромок (N+1)^й ступени (где N-натуральное число), которая является нечетной ступенью, больше, чем количество кромок N^й ступени, обеспечивается возможность того, что самая дальняя ступень имеет большее количество кромок, чем вторая самая дальняя ступень. Аналогичным образом, когда общее количество ступеней стерженька представляет собой четное число, при установлении количества кромок (N+1)^й ступени (где N-натуральное число), которая является четной ступенью, больше, чем количество кромок N^й ступени, обеспечивается возможность того, что самая дальняя ступень имеет большее количество кромок, чем вторая самая дальняя ступень.

[0041] Когда шиповой штифт 1 установлен на протекторной части 6а таким образом, что направление вращения пневматической шины 6 ориентировано в направлении, показанном стрелкой R1 на ФИГ. 2 относительно формы стерженька 5 на виде сверху, заостренный участок 31g, который образован в точке пересечения кромок 21а и 21b первой ступени 11, и заостренный участок 33g, который образована в точке пересечения кромок 23а и 23b третьей ступени 13, расположены на ведущей стороне. Таким образом, проникновение этих заостренных участков 31g и 33g в обледенелые и заснеженные дорожные покрытия эффективным образом способствует улучшению крутящего момента. Кроме того, в этом случае кромка 21d первой ступени 11 и кромка 22 с второй ступени 12 расположены на ведомой стороне. Таким образом, возможность зацепления этих кромок 21d и 22с за обледенелые и заснеженные дорожные покрытия эффективным образом способствует улучшению силы торможения.

[0042] Относительно второго-четвертого вариантов осуществления, описанных ниже, конструкции и функциональные назначения, которые конкретно не упомянуты, являются такими же, что и в первом варианте осуществления. Кроме того, на чертежах, относящихся к этим вариантам осуществления, одинаковые символы присвоены тем элементам, которые идентичны или аналогичны соответствующим элементам первого варианта осуществления.

Второй вариант осуществления

[0043] В шиповом штифте 1 согласно второму варианту осуществления, показанном на ФИГ. 5А и 5В, внешние формы концевых поверхностей 11а-11с первой-третьей ступеней 11-13 на виде сверху являются пятиугольной, четырехугольной и шестиугольной, соответственно. Первая ступень 11 имеет пять кромок 21а-21е, а вторая ступень 12 имеет четыре кромки 22a-22d. Кроме того, третья ступень 13 имеет шесть кромок 23a-23f.

[0044] Первая ступень 11 и вторая ступень 12 имеют различные внешние формы на виде сверху, и количество кромок второй ступени 12 равно четырем, что меньше, чем количество кромок первой ступени 11, которое равно пяти. Более того, количество кромок третьей ступени 13, которая является самой дальней ступенью, равно шести, и таким образом, больше количества кромок второй ступени 12, которая является второй самой дальней ступенью, равного четырем.

Третий вариант осуществления

[0045] В шиповом штифте 1 согласно третьему варианту осуществления, показанном на ФИГ. 6А и 6В, внешние формы концевых поверхностей 11а-11с первой-третьей ступеней 11-13 на виде сверху являются шестиугольной, круглой и четырехугольной, соответственно. Первая ступень 11 имеет шесть кромок 21a-21f, а количество кромок второй ступени 12, которая является круглой, можно считать бесконечным. Кроме того, третья ступень 13 имеет четыре кромки 23a-23d.

[0046] Внешняя форма первой ступени 11 на виде сверху является шестиугольной и отличается от внешней формы второй ступени 12 на виде сверху, которая является круглой.

Четвертый вариант осуществления

[0047] В шиповом штифте 1 согласно четвертому варианту осуществления, показанном на ФИГ. 7А и 7В, внешние формы концевых поверхностей 11а-11с первой-третьей ступеней 11-13 на виде сверху являются шестиугольной, четырехугольной и пятиугольной, соответственно. Первая ступень 11 имеет шесть кромок 21a-21f, а вторая ступень 12 имеет четыре кромки 22a-22d. Кроме того, третья ступень 13 имеет пять кромок 23а-23е.

[0048] Первая ступень 11 и вторая ступень 12 имеют различные внешние формы на виде сверху, и количество кромок второй ступени 12 равно четырем, что меньше, чем количество кромок первой ступени 11, равное шести. Более того, количество кромок третьей ступени 13, которая является самой дальней ступенью, равно пяти, и, таким образом, больше количества кромок второй ступени 12, которая является второй самой дальней ступенью, равного четырем.

Контрольное испытание 1

[0049] Как показано в таблице 1 ниже, для оценки ходовых характеристик, характеристик торможения и поворотных характеристик проводили испытания шиповых штифтов сравнительного примера и первого-четвертого вариантов осуществления (которые были совершенно новыми).

[0050] В качестве испытательных шин были использованы шины размером 195/65R15 с давлением воздуха Fr/Re для передних колес и задних колес 220/220 (кПа). В этом контрольном испытании испытательные шины были установлены на испытательном транспортном средстве (объем 1500 куб. см., полноприводный среднегабаритный седан), и движение этого испытательного транспортного средства проходила по обледенелому дорожному покрытию. Для оценки характеристик кромок каждый из первого-четвертого вариантов осуществления оценивали в качестве показателя, принимая характеристику кромок сравнительного примера за 100. Ходовые характеристики оценивали по времени, необходимому для того, чтобы испытательное транспортное средство проехало 30 м после старта из неподвижного состояния на обледенелом дорожном покрытии. Характеристики торможения оценивали по тормозному пути, когда срабатывало усилие торможения АБС (Антиблокировочная тормозная система) на скорости 40 км/ч. Поворотные характеристики оценивали по радиусу поворота при выполнении поворота на аналогичной скорости 40 км/ч.

[0051] Как показано на ФИГ. 8, шиповой штифт 1 сравнительного примера имеет стерженек 5, образованный единым цилиндром, а не многоступенчатой конструкцией. Как для сравнительного примера, так и для первого-четвертого вариантов осуществления, шиповые штифты 1 были установлены на испытательной шине таким образом, что направление вращения шины было ориентировано в направлении, показанном стрелкой R1 на чертежах.

[0052]

[0053] Первый-четвертый варианты осуществления, в которых первая ступень 11 и вторая ступень 12 имели различные внешние формы на виде сверху, показали превосходные характеристики по сравнению со сравнительным примером для всех характеристик из ходовых характеристик, характеристик торможения и поворотных характеристик.

Пятый вариант осуществления

[0054] На ФИГ. 9 и 10 показан шиповой штифт 101 согласно пятому варианту осуществления. Шиповой штифт 101 образован, например, формованием алюминия, алюминиевого сплава или т.п.и содержит: корпус 102, шейку 103, проходящую от нижней стороны корпуса 102, основание 104, далее проходящее от нижней стороны шейки 103, и стерженек 105, расположенный на центральном участке верхней поверхности корпуса 102.

[0055] Корпус 102 является по существу цилиндрическим, однако боковая поверхность 106, параллельная центральной оси, образована на участке внешней окружной поверхности. За счет этого, на периферии верхнего конца корпуса 102, образованы кромка 108а стороны корпуса, параллельная прямой линии, перпендикулярной оси (см. символ АХ на ФИГ. 1) на виде сверху, и дугообразный участок 108b, который имеет круговую дугообразную форму на виде сверху.

[0056] Периферия верхней поверхности корпуса 102 образована конусообразной поверхностью 7. Конусообразная поверхность 107 представляет собой область, которая первоначально вступает в контакт с дорожным покрытием, когда пневматическая шина (шипованная шина), на которой установлен шиповой штифт 101, перемещается по дороге. В этом варианте осуществления конусообразная поверхность 107, которая образована на кромке 108а стороны корпуса, представляет собой область, которая первоначально сталкивается с дорожным покрытием. Соответственно, конусообразная поверхность 107 образует поверхностный контакт, когда кромка 108а стороны корпуса сталкивается с дорожным покрытием. Однако в данном случае следует отметить, что термин «конусообразная поверхность 107», использованный в настоящем документе, толкуется так, чтобы охватить немного изогнутую форму поверхности при условии, что можно предотвратить столкновение его заостренного участка с дорожным покрытием. Кроме того, дугообразный участок 108b включает в себя не только круговую дугу, но также участок многоугольной формы, соединенный множеством линейных сегментов. В данном случае следует отметить, что длина каждого линейного сегмента меньше, чем кромка 108а стороны корпуса.

[0057] Более того, в корпусе 102 диаметр L1 цилиндрической части и длина L2 кромки 108а стороны корпуса на виде сверху заданы такими, чтобы удовлетворять соотношению 1/4<L2/L1<3/4. При значении L2/L1, равном 1/4 или менее, корпус 102 имеет чрезмерно высокое частичное давление при контакте с поверхностью, в то время как при значении L2/L1, равном 3/4 или более, наиболее вероятно повреждение корпуса 102 при контакте с поверхностью. В данном случае следует отметить, что, как показано на ФИГ. 22, корпус 102 может иметь цилиндрическую форму, а именно круговую форму без кромки 108а стороны корпуса на виде сверху.

[0058] Как показано на ФИГ. 11, основание 104 выполнено так, чтобы иметь продольно удлиненную форму, максимальная длина «а» которой в продольном направлении и максимальная длина «b» которой в поперечном направлении удовлетворяют неравенству а>b на виде сверху. На одном конце в продольном направления основания 104 образован прямолинейный участок 109, параллельный боковой поверхности 106 корпуса 102. Кроме того, в основании 104 образована выступающий участок 111, который содержит два наклонных участка 110 на противоположной стороне прямолинейного участка 109 и выступает в треугольной форме. В этом варианте осуществления выступающий участок 111 на чертеже имеет двустороннюю симметрию вокруг продольной центральной линии. Кроме того, угол, образованный каждым наклонным участком 110 с продольной центральной линией, задан так, чтобы быть меньше 90°. Этот угол особенно предпочтительно составляет 45°. Основание 104 содержит два дугообразных участка 112, которые соединяют прямолинейный участок 109 и соответствующие наклонные участки 110. Более того, прямолинейный участок 109, наклонные участки 110 и дугообразные участки 112 соединены таким образом, что кромка не образуется. На нижней поверхности внешней периферии основания 104 образована конусообразная поверхность 113.

[0059] Форма основания 104 не ограничена той, что показана на ФИГ. 11, и основание 104 может иметь различные формы, такие как круговая форма или многоугольная форма, при условии, что основание 104 проходит к внешней стороне, чем корпус 102 на виде сверху. На ФИГ. 23 показан пример, в котором основание 104 является круглым. Как показано на ФИГ. 24, корпус 102 также может быть круглым на виде сверху, чтобы и основание 104 и корпус 102 были круглыми на виде сверху. Однако, как описано выше, за счет выполнения основания 104 неоднородной формы выпадение шипового штифта 101 из отверстий 6b для штифта (см. ФИГ. 4) во время движения по дороге может быть эффективно уменьшено в состоянии, в котором увеличение толщины предотвращается, когда шиповой штифт 101 установлен в шине.

[0060] Стерженек 105 содержит первую ступень 114, которая имеет многоугольную форму с нечетным количеством вершин на виде сверху (пятиугольную форму в данном варианте осуществления). Первая кромка 115, которая содержит одну сторону (кромку) первой ступени 114, проходит параллельно боковой поверхности 6 корпуса 102 на виде сверху. Длина первой кромки 115 задана более короткой, чем длина кромки 108а стороны корпуса. Вторая кромка 116 и третья кромка 117, которые расположены рядом с первой кромкой 115 на ее соответствующих сторонах, обращены к дугообразному участку основания 104. Кроме того, четвертая кромка 118, расположенная рядом со второй кромкой 116, и пятая кромка 119, расположенная рядом с третьей кромкой 117, обращены к соответствующим наклонным участкам 110 основания 104.

[0061] На верхней поверхности первой ступени 114 образована вторая ступень 120. Вторая ступень 120 имеет прямоугольную форму на виде сверху, и шестая кромка 21, которая представляет собой одну из длинных сторон прямоугольной формы, является параллельным первому краевому компоненту 115 первой ступени 114. В данном случае следует отметить, что на виде сверху другие кромки второй ступени 120 (седьмая кромка 122, восьмая кромка 123 и девятая кромка 124) проходят в различных направлениях от противоположных кромок первой ступени 114.

[0062] Стерженек 105 расположен таким образом, что его ось выровнена с осью корпуса 102. За счет этого, между внешней периферией корпуса 102 и стерженьком 105 может быть обеспечено достаточное расстояние во всех направлениях. Кроме того, вторая ступень 120 имеет меньшее количество кромок, чем первая ступень 114. Более конкретно, первая ступень 114 имеет пять кромок, а вторая ступень 120 имеет четыре кромки. Более того, в этом варианте осуществления материал высота стерженька 105 составляет от 0,5 мм до 2,5 мм. Это обусловлено тем, что стерженек 105 не может в достаточной степени выполнять свои функции при высоте менее 0,5 мм, и стерженек 105 вступает в контакт с поверхностью до корпуса 102 и, таким образом, может быть поврежден при высоте более 2,5 мм. Кроме того, отношение высоты второй ступени 120 к первой ступени 114 составляет от 10% до 80%. Действие кромок второй ступени 120 является недостаточным, когда отношение высоты меньше 10%, и первая ступень 114 не может в достаточной степени работать кромками, когда отношение высоты больше 80%.

[0063] За счет выполнения стерженька 105 с двумя ступенями таким образом, общая длина кромки может быть увеличена так, что может быть обеспечено достаточное действие кромок. Кроме того, поскольку кромки первой и второй ступеней 114 и 120, которые проходят в различных направлениях, сталкиваются с дорожным покрытием, действие кромок может проявляться не только в прямом направлении, но и в различных направлениях при прохождении поворота и т.п.В данном случае следует отметить, что стерженек 105 также может состоять из трех или более ступеней.

[0064] Как показано на ФИГ. 4, шиповой штифт 101, имеющий вышеуказанную конструкцию, установлен в отверстия 6b для штифта, образованные на протекторной части 6а пневматической шины 6. Как показано на ФИГ. 12, каждое отверстие из отверстий 6b для штифта состоит из участка 27 малого диаметра, имеющего одинаковый внутренний диаметр, и участка 28 большого диаметра на его вершине. Операция установки шипового штифта 101 в каждое отверстие 6b для штифта выполняется автоматически с помощью устройства введения штифта (не показано). В этом случае, основание 104 имеет вышеописанную продольно удлиненную неоднородную форму, а не точечно симметричную форму, такую как круглая форма, таким образом, ориентацию шипового штифта 101 можно легко понять, и, таким образом, шиповой штифт 101 может быть точно установлен в каждое отверстие 6b для штифта. В этом варианте осуществления боковая поверхность 106 корпуса 102 (первая боковая поверхность стерженька 105) расположена на ведомой стороне таким образом, что она проходит в направлении ширины шины, перпендикулярном направлению окружности шины. В этом состоянии часть шипового штифта 101 над верхним концом (конусообразная поверхность 7) корпуса 102 выступает от поверхности протекторной части 6а.

[0065] В соответствии с шиповым штифтом 101, установленным в шине таким образом, во время движения кромка 108а стороны корпуса, состоящий из участка верхнего конца корпуса 102 первоначально сталкивается с дорожным покрытием. Кромка 108а стороны корпуса имеет достаточную длину и площадь. Таким образом, даже когда кромка 108а стороны корпуса сталкивается с дорожным покрытием, может быть уменьшена сила удара, действующая на единицу площади дорожного покрытия. В результате, можно избежать таких проблем, как растрескивание дорожного покрытия, даже при движении по сухому дорожному покрытию. Кроме того, при движении по замерзшему дорожному покрытию (обледенелой поверхности) кромка 108а стороны корпуса сцепляется с дорожным покрытием, чтобы обеспечить очень хорошую движущую силу.

[0066] Стерженек 105 последовательно сталкивается с дорожным покрытием. В этом случае может быть обеспечено достаточное расстояние между корпусом 102 и стерженьком 105. Таким образом, предотвращается столкновение стерженька 105 с дорожным покрытием до корпуса 102. В результате, может быть предотвращено повреждение стерженька 105, вызванное столкновением с дорожным покрытием.

[0067] Стерженек 105, который сталкивается с дорожным покрытием, состоит из двух ступеней, и на виде сверху первая ступень 114 и вторая ступень 120 имеют различные направления заостренных вершин за исключением одной точки. Таким образом, действие кромок стерженька 105 может быть достаточным. Другими словами, при движении прямо четвертая кромка 118 и пятая кромка 119 первой ступени 114 и вершина, в которой эти кромки пересекаются друг с другом, также как восьмая кромка 123 второй ступени 120, действуют на дорожное покрытие (обледенелое покрытие). Кроме того, при движении по кривой с поворотами вторая кромка 116 и третья кромка 117 первой ступени 114, а седьмая кромка 122 или девятая кромка 124 второй ступени 120 предотвращают буксование на дорожном покрытии. Более того, при торможении первая кромка 115 первой ступени 114 и шестая кромка 21 второй ступени 120 воздействуют с усилием торможения на дорожное покрытие.

[0068] В этих процессах сила, которая вызывает выпадение шипового штифта 101 из отверстия 26 для штифта, действует на шиповой штифт 101 через корпус 102 и стерженек 105. Шиповой штифт 101 содержит стерженек 105, имеющий меньший диаметр, чем корпус 102, и основание 104, имеющее больший диаметр, чем корпус 102, соединенный с стерженьком 105 так, что шипового штифта 101 эффективным образом предотвращается выпадение.

Контрольное испытание 2

[0069] Характеристики кромок были испытаны с шиповым штифтом сравнительного примера, чей стерженек 105 имел форму на виде сверху, показанную на ФИГ. 21, а также шиповых штифтах примеров 1-9, показанных на ФИГ. 11 и 13-20 (см. таблицу 2). В качестве испытательных шин были использованы шины размером 195/65R15 с давлением воздуха Fr/Re для передних колес и задних колес 220/220 (кПа). Для оценки характеристик кромок (ходовых характеристик, характеристик торможения и поворотных характеристик (движение на повороте) в этом испытании испытательные шины были установлены на испытательном транспортном средстве (объем 1500 куб. см., полноприводный среднегабаритный седан), и движение этого испытательного транспортного средства проходило по обледенелому дорожному покрытию. Для оценки характеристик кромок каждый из примеров 1-9 оценивали в качестве показателя, принимая характеристику кромок сравнительного примера 1 за 100. Ходовые характеристики оценивали по прошедшему времени, необходимому для того, чтобы расстояние проезда достигло 30 м после старта из неподвижного состояния на обледенелом дорожном покрытии. Характеристики торможения оценивали по тормозному пути, когда срабатывало усилие торможения АБС (Антиблокировочная тормозная система) на скорости 40 км/ч. Поворотные характеристики оценивали по радиусу поворота при выполнении поворота на аналогичной скорости 40 км/ч.

[0070] Стерженек 105, выступающий из центрального участка верхней поверхности цилиндрического корпуса 102, имел нижеописанные формы на виде сверху. В данном случае следует отметить, что верхняя сторона указывает на направление перемещения, а именно представляет собой ведущую сторону шины на всех чертежах.

[0071] В сравнительном примере стерженек 105 имеет круглую форму только с одной ступенью, как показано на ФИГ. 14.

[0072] Пример 1 является таким же, как описано для пятого варианта осуществления, показанного на ФИГ. 10.

[0073] В примере 2, как показано на ФИГ. 13, первая ступень 114 и вторая ступень 120 выполнены так, чтобы иметь шестиугольную форму и пятиугольную форму, соответственно. Их вершины обращены друг к другу в одной точке.

[0074] В примере 3, как показано на ФИГ. 14, первая ступень 114 и вторая ступень 120 выполнены так, чтобы иметь семиугольную форму и пятиугольную форму, соответственно. Форма первой степени 114 имеет впадину в одной точке. Вершина, расположенная во впадине, обращена к одной из вершин второй ступени, и стороны, расположенные на ее противоположной стороне, параллельны друг другу.

[0075] В примере 4, как показано на ФИГ. 15, первая ступень 114 и вторая ступень 120 выполнены так, чтобы иметь семиугольную форму и шестиугольную форму, соответственно. Шесть сторон первой ступени 114 и стороны второй ступени 120 расположены параллельно друг другу.

[0076] В примере 5, как показано на ФИГ. 16, первая ступень 114 и вторая ступень 120 выполнены так, чтобы иметь форму звезды и шестиугольную форму, соответственно.

[0077] В примере 6, как показано на ФИГ. 17, первая ступень 114 и вторая ступень 120 выполнены так, чтобы иметь пятиугольную форму и трапециевидную форму, соответственно.

[0078] В примере 7, как показано на ФИГ. 18, первая ступень 114 и вторая ступень 120 выполнены так, чтобы иметь семиугольную форму и треугольную форму, соответственно. В первой ступени 114 центральный участок одной стороны трапеции (верхняя сторона на чертеже) выступает в форме треугольника, образуя семиугольник.

[0079] В примере 8, как показано на ФИГ. 19, первая ступень 114 и вторая ступень 120 выполнены так, чтобы иметь пятиугольную форму и квадратную форму, соответственно. Вторая ступень 120 расположена таким образом, что одна из его диагональных линий выровнена с направлением перемещения.

[0080] В примере 9, как показано на ФИГ. 20, первая ступень 114 и вторая ступень 120 выполнены так, чтобы иметь пятиугольную форму и квадратную форму, соответственно. Пример 9 и пример 8 различаются в отношении ориентации второй ступени 120. В примере 9 две параллельные стороны второй ступени расположены перпендикулярно направлению перемещения.

[0081]

[0082] Как показано выше, в примерах 1-9, соответствующие кромки во всех испытаниях показали очень хорошую работу. Хорошая работа кромок была обеспечена благодаря двухступенчатой конфигурации с возможностью свободного задания направлений кромок и увеличения длин кромок.

[0083] В пятом варианте осуществления кромка 108а стороны корпуса была расположен на ведомой стороне шины таким образом, что она проходит перпендикулярно направлению окружности шины вдоль направления ширины шины, однако кромка 108а стороны корпуса может быть также расположена на ведущей стороне шины. Это позволяет упростить торможение кромкой 108а со стороны корпуса.

[0084] В пятом варианте осуществления кромка 108а стороны корпуса 102 и первая кромка 115 стерженька 105 были расположены на нижней стороне относительно пунктирной линии, проходящей в боковом направлении, однако они также могут быть расположены на противоположных сторонах. На ФИГ. 25 стерженек 105 повернут на 180° так, что кромка 108а стороны корпуса и первая кромка 115 стерженька 105 находятся на нижней стороне и верхней стороне, соответственно, относительно прямой линии, проходящей в боковом направлении. В этом случае кромка 108а стороны корпуса может быть расположена на ведущей стороне шины перпендикулярно направлению окружности шины, а первая кромка 115 стерженька 105 может быть расположена на ведомой стороне шины. Согласно такой конструкции характеристики торможения могут быть обеспечены кромкой 108а стороны корпуса, и тяговые характеристики могут быть обеспечены первой кромкой 115 стерженька 105.

[0085] ПОЗИЦИОННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1, 101: Шиповой штифт

2: Основание

3: Шейка

4: Корпус

4а: Концевая поверхность

4b: Боковая поверхность

5: Стерженек

11: Первая ступень

11а: Концевая поверхность

11b: Боковая поверхность

12: Вторая ступень

12а: Концевая поверхность

12b: Боковая поверхность

13: Третья ступень

13а: Концевая поверхность

13b: Боковая поверхность

6: Пневматическая шина

6а: Протекторная часть

6b: Отверстие для штифта

21а, 21b, 21с, 21d, 21е, 21f: Кромка

22а, 22b, 22с, 22d, 22е, 22f: Кромка

23а, 23b, 23с, 23d, 23е, 23f: Кромка

31g, 33g: Заостренный участок

101: Шиповой штифт

102: Корпус

103: Шейка

104: Основание

105: Стерженек

106: Боковая поверхность

107: Конусообразная поверхность

108а: Кромка стороны корпуса (кромка)

108b: Дугообразный участок

109: Линейный участок

110: Наклонный участок

111: Выступающий участок

112: Дугообразный участок

113: Конусообразная поверхность

114: Первая ступень

115: Первая кромка

116: Вторая кромка

17: Третья кромка

118: Четвертая кромка

119: Пятая кромка

120: Вторая ступень

121: Шестая кромка

122: Седьмая кромка

123: Восьмая кромка

124: Девятая кромка

125: Протекторная часть

126: Отверстие для штифта

127: Участок небольшого диаметра

128: Участок большого диаметра

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шиповой штифт 1 содержит корпус 4 и стерженек 5, выступающий из корпуса 4. Стерженек 5 имеет многоступенчатую конструкцию, которая содержит по меньшей мере первую ступень 11, выступающую из корпуса 4, и вторую ступень 12, выступающую из первой ступени 11. Внешняя форма первой ступени 11 на виде сверху и форма второй ступени 12 на виде сверху отличаются. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 25 ил., 2 табл.

1. Шиповой штифт, содержащий:

корпус и

стерженек, выступающий из корпуса, причем

стерженек имеет многоступенчатую конструкцию, которая содержит по меньшей мере первую ступень, выступающую из корпуса, и вторую ступень, выступающую из первой ступени,

внешняя форма первой ступени на виде сверху и внешняя форма второй ступени на виде сверху различны, и

по меньшей мере любая форма из внешней формы первой ступени на виде сверху и внешней формы второй ступени на виде сверху является многоугольной.

2. Шиповой штифт по п. 1, в котором стерженек также содержит третью ступень, выступающую из второй ступени.

3. Шиповой штифт по п. 2, в котором количество кромок второй ступени меньше, чем количество кромок первой ступени.

4. Шиповой штифт по п. 2 или 3, в котором количество кромок самой дальней ступени больше, чем количество кромок второй самой дальней ступени.

5. Шиповой штифт по п. 2 или 3, в котором общее количество ступеней стерженька представляет собой нечетное число и количество кромок (N+1)-й ступени, которая является нечетной ступенью, больше, чем количество кромок N-й ступени.

6. Шиповой штифт по п. 2 или 3, в котором общее количество ступеней стерженька представляет собой четное число и количество кромок (N+1)-й ступени, которая является четной ступенью, больше, чем количество кромок N-й ступени.

7. Шиповой штифт по п. 1, в котором количество кромок первой ступени меньше, чем количество кромок второй ступени.

8. Шиповой штифт по любому из пп. 1-7, в котором величина выступания первой ступени из корпуса больше, чем величина выступания второй ступени из первой ступени.

9. Шипованная шина, содержащая:

шиповой штифт по любому из пп. 1-8 и

отверстия для штифта, которые образованы на протекторной части и в которых установлен шиповой штифт.

10. Шипованная шина, содержащая:

шиповой штифт по любому из пп. 1-8 и

отверстия для штифта, которые образованы на протекторной части и в которых установлен шиповой штифт,

причем шиповой штифт расположен таким образом, что кромки корпуса перпендикулярны направлению окружности шины на ведомой стороне шины.

11. Шипованная шина, содержащая:

шиповой штифт по любому из пп. 1-8 и

отверстия для штифта, которые образованы на протекторной части и в которых установлен шиповой штифт,

причем шиповой штифт расположен таким образом, что кромки корпуса перпендикулярны направлению окружности шины на ведущей стороне шины.

12. Шиповой штифт, содержащий:

корпус и

стерженек, выступающий из корпуса, причем

стерженек имеет многоступенчатую конструкцию, которая содержит по меньшей мере первую ступень, выступающую из корпуса, и вторую ступень, выступающую из первой ступени,

внешняя форма первой ступени на виде сверху и внешняя форма второй ступени на виде сверху различны, и

стерженек также содержит третью ступень, выступающую из второй ступени.