Пневматическая шина
Изобретение относится к автомобильной промышленности. Пневматическая шина включает в себя протекторный участок шины, обеспеченный в поверхности протектора множеством монтажных отверстий для шиповых шпилек, и множество шиповых шпилек, вставленных в эти отверстия. Каждое из отверстий включает в себя крепежный участок, который входит в контакт со всей периферией каждой из шиповых шпилек для закрепления шиповой шпильки. Крепежный участок включает в себя выступ, обеспеченный на его внутренней стенке, который проходит по направлению в глубину отверстий и направляет зубцы пистолета для ошиповки по направлению в глубину отверстий, при этом пистолет для ошиповки забивает шиповые шпильки в отверстия. Выступ деформируется в соответствии с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки, вставленной в каждое из отверстий, так, что вся поверхность выступа входит в контакт с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки. Технический результат - облегчение установки шиповых шпилек и повышение надежности их крепления в шине. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 14 ил., 2 табл.
Область техники
[0001]
Настоящее изобретение относится к пневматическим шинам с шиповыми шпильками, установленными в протекторных участках.
Предпосылки создания изобретения
[0002]
Традиционные зимние шины обеспечивают сцепление на обледенелых дорожных покрытиях посредством шиповых шпилек, установленных в протекторных участках шин.
Типичные шиповые шпильки вставляют в монтажные отверстия для шиповых шпилек, выполненные в протекторном участке. Пистолет для ошиповки используется для расширения диаметра монтажного отверстия для шиповых шпилек, а затем — для вставки шиповой шпильки в монтажное отверстие для шиповых шпилек. За счет этой операции шиповая шпилька прочно вставляется в монтажное отверстие для шиповых шпилек, и, таким образом, предотвращается выпадение шиповой шпильки из монтажного отверстия для шиповых шпилек из-за приложения силы при торможении или ускорении или боковой силы от дорожного покрытия во время движения качения шины.
[0003]
Шип (шиповая шпилька) для шин, который может обеспечивать увеличенную силу сцепления с ледяной поверхностью и имеет уменьшенный вес, известен как шиповая шпилька (патентный документ 1). Шиповая шпилька обеспечена цилиндрическим корпусом, выполненным с возможностью закрепления на поверхности протектора шины путем установки в глухое отверстие, которое образовано в поверхности протектора, причем одна торцевая сторона цилиндрического корпуса обращена к дну отверстия по направлению вдоль его центральной оси; и при этом штифт выступает из другой торцевой стороны цилиндрического корпуса по направлению вдоль его центральной оси.
Список цитированной литературы
Патентная литература
[0004]
Патентный документ 1: WO/2012/117962
Изложение сущности изобретения
Техническая проблема
[0005]
Однако зимние шины с шиповыми шпильками двигаются не только по обледенелым дорожным покрытиям, но также по бетонным дорожным покрытиям и асфальтовым дорожным покрытиям. Поскольку бетонные дорожные покрытия и асфальтовые дорожные покрытия тверже, чем обледенелые дорожные покрытия, сила, приложенная к поверхностям шин при торможении, ускорении или движении на повороте, может часто вызывать выпадение шиповых шпилек (в дальнейшем — выпадение шпилек). Таким образом, в пневматических шипованных шинах необходимо предотвращать выпадение шпилек.
[0006]
Монтажное отверстие малого диаметра для шиповых шпилек удерживает шиповую шпильку с большей силой, предотвращая, таким образом, выпадение шиповой шпильки. К сожалению, монтажное отверстие малого диаметра для шиповых шпилек требует значительного усилия для расширения диаметра монтажного отверстия для шиповых шпилек при помощи пистолета для ошиповки, что сокращает производительность операции по установке шиповых шпилек и увеличивает рабочее время.
[0007]
Целью настоящего изобретения является обеспечение пневматической шины, в которую легко устанавливать шиповые шпильки и из которой шиповым шпилькам трудно выпасть.
Решение проблемы
[0008]
В одном аспекте настоящего изобретения пневматическая шина включает в себя протекторный участок шины, обеспеченный в поверхности протектора множеством монтажных отверстий для шиповых шпилек, и множество шиповых шпилек, вставленных в эти отверстия. Каждое из отверстий включает в себя крепежный участок, который входит в контакт со всей периферией каждой из шиповых шпилек для закрепления шиповой шпильки. Крепежный участок включает в себя выступ, обеспеченный на его внутренней стенке, который проходит по направлению в глубину отверстий и направляет зубцы пистолета для ошиповки по направлению в глубину отверстий, при этом пистолет для ошиповки забивает шиповые шпильки в отверстия. Выступ деформируется в соответствии с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки, вставленной в каждое из отверстий, так, что вся поверхность выступа входит в контакт с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки.
[0009]
В другом аспекте настоящего изобретения пневматическая шина включает в себя протекторный участок шины, обеспеченный в поверхности протектора множеством монтажных отверстий для шиповых шпилек, и множество шиповых шпилек, вставленных в эти отверстия. Каждое из отверстий включает в себя крепежный участок, который входит в контакт со всей периферией каждой из шиповых шпилек для закрепления шиповой шпильки. Крепежный участок включает в себя множество выступов, обеспеченных на его внутренней стенке, которые проходят по направлению в глубину отверстий с разнесением между выступами по направлению вдоль окружности отверстий, при этом выступы направляют зубцы пистолета для ошиповки по направлению в глубину отверстий, при этом пистолет для ошиповки забивает шиповые шпильки в отверстия. Выступы деформируются в соответствии с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки, вставленной в каждое из отверстий, так, что все поверхности выступов входят в контакт с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки.
[0010]
Предпочтительно, чтобы число выступов составляло от двух до четырех.
[0011]
Предпочтительно, если D представляет диаметр цилиндра, ограничивающего крепежный участок, а H представляет высоту выступа от основания выступа до конца выступа, выполняется соотношение 0,10≤H/D≤0,30.
[0012]
Предпочтительно, если D представляет диаметр цилиндра, ограничивающего крепежный участок, а W представляет расстояние между основаниями выступа в направлении вдоль окружности отверстий, выполняется соотношение 0,15≤W/D≤0,45.
[0013]
Предпочтительно, если L представляет длину крепежного участка по направлению в глубину отверстий, а L1 представляет длину выступа по направлению в глубину отверстий, выполняется соотношение 0,125≤L1/L≤1,00.
[0014]
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения пневматическая шина включает в себя протекторный участок шины, обеспеченный в поверхности протектора пневматической шины множеством монтажных отверстий для шиповых шпилек, и множество шиповых шпилек, вставленных в эти отверстия. Каждая шиповая шпилька включает в себя углубленный участок, обеспеченный на ее внешней периферии, который проходит по направлению в глубину отверстия. Каждое отверстие включает в себя крепежный участок, обеспеченный на его внутренней стенке, который входит в контакт со всей периферией каждой из шиповых шпилек для закрепления шиповой шпильки. Крепежный участок включает в себя выступ, проходящий по направлению в глубину отверстий и направляющий зубцы пистолета для ошиповки по направлению в глубину отверстий, причем пистолет для ошиповки забивает шиповые шпильки в отверстия, а выступ входит в зацепление с углубленным участком. Выступ деформируется в соответствии с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки, вставленной в каждое из отверстий, так, что вся поверхность выступа входит в контакт с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки.
[0015]
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения пневматическая шина включает в себя протекторный участок шины, обеспеченный в поверхности протектора пневматической шины множеством монтажных отверстий для шиповых шпилек, и множество шиповых шпилек, вставленных в эти отверстия. Каждая из шиповых шпилек включает в себя участок корпуса в форме многоугольной призмы. Каждое из отверстий включает в себя крепежный участок, обеспеченный на его внутренней стенке, который входит в контакт со всей периферией участка корпуса для закрепления каждой из шиповых шпилек. Крепежный участок включает в себя множество выступов, проходящих по направлению в глубину отверстий с разнесением между выступами по направлению вдоль окружности отверстий, причем выступы направляют зубцы пистолета для ошиповки по направлению в глубину отверстий, при этом пистолет для ошиповки забивает шиповые шпильки в отверстия. Выступы деформируются в соответствии с внешней периферической поверхностью участка корпуса так, что все поверхности выступов входят в контакт с внешней периферической поверхностью участка корпуса.
Преимущественные эффекты изобретения
[0016]
В соответствии с перечисленными выше аспектами в настоящем изобретении предложена пневматическая шина, в которую устанавливать шиповые шпильки легче, чем в обычные шины, и из которой шиповым шпилькам трудно выпасть.
Краткое описание чертежей
[0017]
На ФИГ. 1 представлена плоскостная развертка, на которой показан участок рисунка протектора шины варианта осуществления, развернутого на плоскость.
На ФИГ. 2 представлен вид в горизонтальной проекции монтажного отверстия 20A для шиповых шпилек в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, если смотреть со стороны протекторного участка.
На ФИГ. 3 представлен вид в поперечном сечении, выполненный вдоль линии III–III, представленной на ФИГ. 2.
На ФИГ. 4 представлен вид в перспективе шиповой шпильки 50A.
На ФИГ. 5 представлен схематический вид пистолета для ошиповки.
На ФИГ. 6 показано, как установить шиповую шпильку в отверстие для шиповых шпилек при помощи пистолета для ошиповки.
На ФИГ. 7 представлен вид в поперечном сечении, выполненный вдоль линии VII–VII, представленной на ФИГ. 6.
На ФИГ. 8 показано, как установить шиповую шпильку в отверстие для шиповых шпилек при помощи пистолета для ошиповки.
На ФИГ. 9 представлен вид в поперечном сечении, выполненный вдоль линии IX–IX, представленной на ФИГ. 8.
На ФИГ. 10 показано, как установить шиповую шпильку в отверстие для шиповых шпилек при помощи пистолета для ошиповки.
На ФИГ. 11 представлен вид в поперечном сечении, выполненный вдоль линии XI–XI, представленной на ФИГ. 10.
На ФИГ. 12 представлен вид в перспективе шиповой шпильки 50B.
На ФИГ. 13 представлен вид в горизонтальной проекции отверстия 20B в соответствии с модифицированным примером настоящего изобретения, если смотреть со стороны протекторного участка.
На ФИГ. 14 представлен вид в горизонтальной проекции отверстия 20C в соответствии с модифицированным примером настоящего изобретения, если смотреть со стороны протекторного участка.
Описание вариантов осуществления
[0018]
Ниже будет приведено описание пневматической шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 1 представлена плоскостная развертка, на которой показан участок рисунка протектора, развернутого на плоскость, протекторного участка 10 пневматической шины (в дальнейшем — шина) в настоящем варианте осуществления.
В протекторном участке 10 образованы канавки 11. Канавки 11 ограничивают множество участков 12 контакта с дорожным покрытием. На поверхностях участков 12 контакта с дорожным покрытием (поверхностях контакта с дорожным покрытием) расположены прорези 13. На поверхностях участков 12 контакта с дорожным покрытием расположены отверстия 20A, в которых установлены шиповые шпильки 50A (см. ФИГ. 4). Установка шиповых шпилек 50A в отверстиях 20A позволяет шине 10 функционировать в качестве шипованной шины, что приводит к улучшению ходовых характеристик на льду, таких как торможение и выполнение поворотов на льду.
[0019]
На ФИГ. 2 представлен вид в горизонтальной проекции отверстия 20A. На ФИГ. 3 представлен вид в поперечном сечении, выполненный вдоль линии III–III, представленной на ФИГ. 2. Отверстие 20A включает в себя входной участок 21, крепежный участок 22 и участок 23 с увеличенным диаметром, которые образованы в этом порядке, начиная от поверхности участка 12 контакта с дорожным покрытием по направлению в глубину.
Площадь поперечного сечения раствора входного участка 21 уменьшается от поверхности 12 контакта с дорожным покрытием по направлению в глубину до примерно одной пятой от площади поперечного сечения на поверхности 12 контакта с дорожным покрытием.
[0020]
Подразумевается, что крепежный участок 22 проходит по направлению в глубину от наиболее глубокого конца входного участка 21. Крепежный участок 22 имеет по существу цилиндрическую форму и имеет один или более выступов 30A, обеспеченных на внутренней поверхности его стенки, как показано на ФИГ. 2 и 3. Выступы 30A деформируются в соответствии с внешними периферическими поверхностями участка 58 корпуса и шейки 56 шиповой шпильки 50A, вставленной в крепежный участок 22, так, что все поверхности выступов входят в контакт с внешними периферическими поверхностями участка 58 корпуса и шейки 56. Эта конфигурация позволяет выступам 30A надавливать на внешние периферические поверхности участка 58 корпуса и шейки 56 и сжимать и закреплять шиповую шпильку.
[0021]
Как видно из ФИГ. 2, если крепежный участок 22 имеет цилиндрическую форму, для диаметра D крепежного участка и высоты H выступа 30A от основания B выступа до конца T выступа предпочтительно выполняется соотношение 0,10≤H/D≤0,30. Если крепежный участок 22 не имеет цилиндрической формы, для диаметра D цилиндра C, ограничивающего внутреннюю поверхность стенки крепежного участка 22, и высоты H выступа 30A от основания B выступа до конца T выступа предпочтительно выполняется соотношение 0,10≤H/D≤0,30. Отношение H/D, которое меньше 0,10, обеспечивает недостаточную силу прижатия участка 58 корпуса и шейки 56 шиповой шпильки 50A. Когда отношение H/D составляет более 0,30, оно обеспечивает достаточную силу прижатия участка 58 корпуса и шейки 56 шиповой шпильки 50A, но требует большего усилия при расширении крепежного участка 22 для вставки фланца 54 шиповой шпильки 50A, что приводит к снижению технологичности.
[0022]
Каждый из выступов 30A проходит по направлению в глубину, как показано на ФИГ. 3. Как показано на ФИГ. 2, для длины L крепежного участка 22 по направлению в глубину и длины L1 выступа 30A по направлению в глубину отверстия 20A предпочтительно выполняется соотношение 0,125≤L1/L≤1,00. Отношение L1/L, которое меньше 0,125, обеспечивает недостаточную силу прижатия участка 58 корпуса и шейки 56 шиповой шпильки 50A. Отношение L1/L не может превышать 1.
[0023]
Когда W представляет расстояние между основаниями B и B выступов в направлении вдоль окружности вдоль внутренней поверхности стенки крепежного участка 22, как показано на ФИГ. 2, предпочтительно выполняется соотношение 0,15≤W/D≤0,45.
Отношение W/D, которое меньше 0,15, обеспечивает недостаточную силу прижатия участка 58 корпуса и шейки 56 шиповой шпильки 50A. Если отношение W/D составляет более 0,45, оно обеспечивает достаточную силу прижатия участка 58 корпуса и шейки 56 шиповой шпильки 50A, но требует большего усилия при расширении крепежного участка 22 для вставки фланца 54 шиповой шпильки 50A, что приводит к снижению технологичности.
[0024]
При наличии множества выступов 30A предпочтительно, чтобы выступы 30A были разнесены в направлении вдоль окружности внутренней поверхности стенки крепежного участка 22, как показано на ФИГ. 2. Выступы 30A предпочтительно расположены через равные интервалы в направлении вдоль окружности. Зубцы пистолета для ошиповки входят в углубления 32 между выступами 30A на внутренней стенке крепежного участка 22 и направляются с помощью выступов 30A по направлению в глубину отверстия 20A, которое будет описано ниже. Таким образом, предпочтительно, чтобы число углублений 32, т.е. число выступов 30A, было таким же, как число зубцов типового пистолета для ошиповки. Поскольку типовой пистолет для ошиповки имеет от двух до четырех зубцов, предпочтительно, чтобы число выступов 30A составляло от двух до четырех.
[0025]
Подразумевается, что участок 23 с увеличенным диаметром проходит по направлению в глубину от наиболее глубокого конца крепежного участка 22. Площадь поперечного сечения раствора участка 23 с увеличенным диаметром увеличивается примерно в четыре раза от самого глубокого конца крепежного участка 22 по направлению в глубину. Фланец 54 шиповой шпильки 50A, который будет описан позже, расположен на участке 23 с увеличенным диаметром. Участок 23 с увеличенным диаметром прижимается ко всей поверхности фланца 54 шиповой шпильки 50A и сжимает и закрепляет шиповую шпильку 50A.
[0026]
Шиповая шпилька
На ФИГ. 4 представлен внешний вид в перспективе, на котором показана шиповая шпилька 50A в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Шиповая шпилька 50A главным образом включает в себя заглубленный базальный участок 52 и верхушечный участок 60A, которые образованы в этом порядке в направлении X.
Заглубленный базальный участок 52 сжат внутренней поверхностью стенки участка 23 с увеличенным диаметром отверстия 20A. Данная конфигурация закрепляет шиповую шпильку 50A в протекторном участке.
Шиповая шпилька 50A включает в себя заглубленный базальный участок 52 и верхушечный участок 60A. При шиповой шпильке 50A, установленной в отверстие 20A, направление X совпадает с направлением, перпендикулярным поверхности участка 12 контакта с дорожным покрытием.
Заглубленный базальный участок 52 включает в себя фланец 54, шейку 56 и участок 58 корпуса, которые образованы в этом порядке в направлении X.
[0027]
Фланец 54 размещен на конце, противоположном верхушечному участку 60A. Фланец 54 имеет форму диска и предотвращает поворот шиповой шпильки 50A в монтажном отверстии 45 для шиповых шпилек при воздействии на шиповую шпильку 50A силы со стороны дорожного покрытия.
[0028]
Шейка 56 соединяет участок 58 корпуса с фланцем 54. Шейка 56 имеет форму усеченного конуса с диаметром, который меньше максимального внешнего диаметра фланца 54 и участка 58 корпуса. Шейка 56 выполнена в виде углубленного участка относительно участка 58 корпуса и фланца 54, а фланец 54 и участок 58 корпуса имеют форму, схожую с формой фланцев.
[0029]
Участок 58 корпуса, имеющий цилиндрическую форму, расположен между шейкой 56 и верхушечным участком 60A и присоединен к верхушечному участку 60A. Участок 58 корпуса внедрен в резиновый материал 18 протектора, так что верхняя концевая поверхность 58a участка 58 корпуса открыта и находится на одном уровне с поверхностью протектора, когда шиповая шпилька 50A установлена в шину 10.
[0030]
Верхушечный участок 60A выступает из поверхности протектора, когда шиповая шпилька 50A установлена в протекторном участке, как показано на ФИГ. 10, и входит в контакт с дорожным покрытием или сцепляется со льдом. Верхушечный участок 60A представляет собой усеченный конус, выступающий из верхней концевой поверхности 58a заглубленного базального участка 52. Конец верхушечного участка 60A (конец в направлении X) образует плоскую поверхность 60a, перпендикулярную продольному направлению заглубленного базального участка 52 (направление X). Верхушечный участок 60A включает в себя наклонную боковую поверхность 60b, проходящую от внешней периферии плоской поверхности 60a до верхней концевой поверхности 58a заглубленного базального участка 52. Наклонная боковая поверхность 60b имеет острый угол наклона θ относительно верхней концевой поверхности 58a участка 58 корпуса. Угол наклона предпочтительно составляет от 30 до 60 градусов.
[0031]
Верхушечный участок 60A можно получить из того же металлического материала, что и заглубленный базальный участок 52, или из другого металлического материала. Например, заглубленный базальный участок 52 и верхушечный участок 60A можно получить из алюминия. Также заглубленный базальный участок 52 можно получить из алюминия, а верхушечный участок 60A можно получить из карбида вольфрама. Когда заглубленный базальный участок 52 и верхушечный участок 60A получены из разных металлических материалов, верхушечный участок 60A можно прикрепить к заглубленному базальному участку 52 посредством совмещения выступающего участка (не показан), выполненного на верхушечном участке 60A, с отверстием (не показано), выполненным в верхней концевой поверхности 58a участка 58 корпуса заглубленного базального участка 52.
[0032]
На ФИГ. 5 представлен вид сбоку пистолета 100 для ошиповки, предназначенного для установки шиповых шпилек в отверстия (монтажные отверстия для шиповых шпилек) 20A, обеспеченные на протекторном участке 10 шины в настоящем варианте осуществления. Пистолет 100 для ошиповки включает в себя отверстие 101 подачи, через которое подаются шиповые шпильки, выпускное отверстие 102, через которое выпускаются шиповые шпильки, множество зубцов 103, закрывающих выпускное отверстие 102, и блок 104 управления, позволяющий оператору управлять размыканием и смыканием зубцов 103, как показано на ФИГ. 5.
[0033]
Шиповая шпилька подается из внешнего магазина шиповых шпилек (не показан) в отверстие 101 подачи с помощью воздуха при высоком давлении. Шиповая шпилька, которая подается из отверстия 101 подачи, выпускается из выпускного отверстия 102.
Выпускное отверстие 102 обычно закрыто зубцами 103, чтобы предотвратить выпуск шиповой шпильки, которая подается из отверстия 101 подачи, и открывается путем размыкания зубцов 103. Шиповая шпилька под действием воздуха при высоком давлении выпускается из открытого выпускного отверстия 102.
Блок 104 управления включает в себя ручку 105, за которую оператор держит пистолет для ошиповки, и рычаг 106, расположенный на ручке 105. Когда оператор держит ручку 105 и тянет на себя рычаг 106, зубцы 103 размыкаются для выпуска шиповой шпильки из выпускного отверстия 102 под действием воздуха при высоком давлении.
[0034]
Ниже представлено описание способа установки шиповой шпильки 50A в отверстие 20A с помощью пистолета 100 для ошиповки со ссылкой на ФИГ. 6–10.
На ФИГ. 6 представлен вид в поперечном сечении отверстия 20A. На ФИГ. 7 представлен вид в поперечном сечении, выполненный вдоль линии VII–VII, представленной на ФИГ. 6. На первом этапе сомкнутые зубцы 103 пистолета 100 для ошиповки вставляются в отверстие 20A, как показано на ФИГ. 6 и 7. Зубцы 103 пистолета 100 для ошиповки входят в углубления 32 между выступами 30A, расположенными на крепежном участке 22 отверстия 20A, и направляются с помощью выступов 30A по направлению в глубину отверстия 20A. Эта операция облегчает вставку зубцов 103 в отверстие 20A.
Сомкнутые зубцы 103 останавливают шиповые шпильки 50A, чтобы предотвратить выпуск шиповой шпильки 50A из выпускного отверстия 102, как показано на ФИГ. 6.
[0035]
На втором этапе оператор держит пистолет за ручку 105 и тянет на себя рычаг 106, чтобы разомкнуть зубцы 103, как показано на ФИГ. 8 и 9. При этом шиповая шпилька 50A поступает в отверстие 20A, диаметр которого был увеличен зубцами 103.
[0036]
На третьем этапе оператор выводит зубцы 103 из отверстия 20A, а шиповая шпилька 50A остается в отверстии 20A, как показано на ФИГ. 10 и 11. Внутренняя поверхность стенки отверстия 20A прижимает внешнюю периферическую поверхность шиповой шпильки 50A, сжимая и закрепляя шиповую шпильку 50A в протекторном участке 10. Внешний диаметр шиповой шпильки 50A больше внутреннего диаметра отверстия 20A. Такая конфигурация позволяет внутренней поверхности стенки отверстия 20A входить в тесный контакт с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки 50A и обеспечивает отсутствие зазоров между внутренней поверхностью стенки отверстия 20A и внешней периферической поверхностью шиповой шпильки 50A.
[0037]
В соответствии с настоящим вариантом осуществления настоящего изобретения выступы 30A, выступающие радиально внутрь отверстия 20A и проходящие по направлению в глубину отверстия 20A, расположены на внутренней стенке крепежного участка 22 отверстия 20A, а зубцы 103 пистолета 100 для ошиповки входят в углубления 32 между выступами 30A и направляются с помощью выступов 30A по направлению в глубину отверстия 20A. Эта конфигурация облегчает вставку зубцов 103 в отверстие 20A. Выступы 30A, выступающие внутрь отверстия 20A, надавливают на внешние периферические поверхности участка 58 корпуса и шейки 56 шиповой шпильки 50A, вставленной в крепежный участок 22, и сжимают и закрепляют шиповую шпильку 50A, предотвращая, таким образом, выпадение шиповой шпильки 50A. Таким образом, в отверстии 20A шиповая шпилька 50A может удерживаться с большей силой без снижения производительности установки шиповой шпильки 50A.
[0038]
На ФИГ. 12 представлен вид в перспективе шиповой шпильки 50B в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Шиповая шпилька 50B включает в себя заглубленный базальный участок 52 и верхушечный участок 60B, которые по форме отличаются от форм, описанных в приведенном выше варианте осуществления.
Заглубленный базальный участок 52B включает в себя фланец 54B, шейку 56B и участок 58B корпуса, которые образованы в этом порядке в направлении X, как показано на ФИГ. 12.
[0039]
Углубленный участок 54a образован во внешней периферической поверхности фланца 54B, которая входит в контакт с боковой поверхностью монтажного отверстия 45 для шиповых шпилек. В частности, поперечное сечение фланца 54B является по существу четырехугольным с закругленными углами. В четырех сторонах по существу четырехугольной формы выполнены углубления с образованием четырех первых углубленных участков 54a. Поперечное сечение фланца 54B может не быть по существу четырехугольным с закругленными углами, а может быть по существу треугольным, пятиугольным, шестиугольным или может иметь любую по существу многоугольную форму. Фланец 54B, имеющий по существу многоугольную форму, предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50B вокруг ее центральной оси, совпадающей с направлением X. Следует отметить, что закругленные углы фланца 54 могут предотвращать повреждение боковой поверхности монтажного отверстия 45 для шиповых шпилек. В данном случае углубленный участок 54a предпочтительно образован посредством углубления по меньшей мере одной стороны по существу многоугольной фигуры. Конечно, можно сформировать множество углубленных участков 54a посредством углубления части или всех сторон по существу многоугольной фигуры, например, двух сторон, трех сторон, четырех сторон, пяти сторон, шести сторон или т. п. Формирование углубленного участка 54a позволяет увеличить площадь поверхности на единицу объема фланца 54B и, таким образом, позволяет увеличить площадь поверхности контакта с резиновым материалом 18 протекторного участка и силу трения, ограничивающую перемещение шиповой шпильки 50B. Резиновый материал 18 протектора, заполняющий углубленный участок 54a, также предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50B вокруг ее центральной оси, совпадающей с направлением X.
[0040]
Шейка 56B соединяет участок 58B корпуса с фланцем 54B. Шейка 56B имеет форму цилиндра с диаметром, который меньше максимального внешнего диаметра фланца 54B и участка 58B корпуса. Шейка 56 выполнена в виде углубленного участка относительно участка 58 корпуса и фланца 54B, а фланец 54B и участок 58B корпуса имеют форму, схожую с формой фланцев. Углубленные участки не формируются во внешней периферической поверхности шейки 56B.
[0041]
Участок 58B корпуса размещен между шейкой 56B и верхушечным участком 60B и представляет собой подобный фланцу участок, соединенный с верхушечным участком 60B. К углубленному участку 58b, образованному на внешней периферической поверхности, прижимается боковая поверхность монтажного отверстия для шиповых шпилек участка 58B корпуса. Эта внешняя периферическая поверхность входит в контакт с резиновым материалом 18 протекторного участка и прижимается к нему, и создаваемая при этом сила трения ограничивает перемещение шиповой шпильки 50B.
[0042]
Из подробного описания участка 58B корпуса очевидно, что участок 58 корпуса имеет поперечное сечение, перпендикулярное направлению X, по существу четырехугольной формы с закругленными углами и с четырьмя углубленными участками 58b, которые образованы четырьмя углубленными сторонами. В настоящем варианте осуществления четыре углубленных участка 58b выполнены на внешней периферической поверхности. Однако может быть предусмотрен по меньшей мере один углубленный участок 58b, например, один, два или три углубленных участка. Поперечное сечение участка 58B корпуса может не быть по существу четырехугольным с закругленными углами, а может быть по существу треугольным, пятиугольным, шестиугольным или может иметь любую по существу многоугольную форму.
[0043]
Участок 58B корпуса, имеющий по существу многоугольную форму, предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50B вокруг ее центральной оси, совпадающей с направлением X. Предпочтительно, чтобы число углубленных участков 58b было таким же, как число выступов 30A, расположенных на крепежном участке 22. Предпочтительно, чтобы расстояния по направлению вдоль окружности между углубленными участками 58b, расположенными на участке 58B корпуса, были по существу такими же, как расстояния по направлению вдоль окружности между выступами 30A, расположенными на крепежном участке 22. Эта конфигурация позволяет углубленным участкам 58b участка 58B корпуса входить в зацепление с выступами 30A крепежного участка 22 и, таким образом, предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50B вокруг ее центральной оси, совпадающей с направлением X.
[0044]
Следует отметить, что закругленные углы участка 58B корпуса шиповой шпильки 50B, полученные посредством скругления углов по существу многоугольной формы, могут предотвращать повреждение боковой поверхности монтажного отверстия для шиповых шпилек.
В данном случае углубленный участок 58b предпочтительно образован посредством углубления по меньшей мере одной стороны по существу многоугольной фигуры. Конечно, можно образовать множество углубленных участков 58b посредством углубления части или всех сторон по существу многоугольной фигуры, например, двух сторон, трех сторон, четырех сторон, пяти сторон, шести сторон или т. п. Формирование углубленного участка 58b позволяет увеличить площадь поверхности на единицу объема участка 58B корпуса и, таким образом, позволяет увеличить площадь поверхности контакта с резиновым материалом 18 протекторного участка и силу трения, ограничивающую перемещение шиповой шпильки 50B. Резиновый материал 18 протектора, заполняющий углубленный участок 58b, также предотвращает или сводит к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50B вокруг ее центральной оси, совпадающей с направлением X.
Участок 58B корпуса внедрен в резиновый материал 18 протектора, так что верхняя концевая поверхность 58a открыта и находится на одном уровне с поверхностью протектора, когда шиповая шпилька 50B установлена в шину 10.
[0045]
Как показано на ФИГ. 12, конец верхушечного участка 60B (конец в направлении X) образует плоскую поверхность 60a, перпендикулярную продольному направлению заглубленного базального участка 52 (направление X). Плоская верхушечная поверхность 60a верхушечного участка 60B имеет форму невыпуклого многоугольника, в котором по меньшей мере один внутренний угол больше 180 градусов. Поскольку у невыпуклых многоугольников сумма длин сторон больше, чем у кругов или выпуклых многоугольников с такой же площадью, на плоской верхушечной поверхности 60a, форма невыпуклого многоугольника, можно увеличить число ребер верхушечного участка 60B, который сцепляется с дорожным покрытием, таким образом увеличив силу сцепления, которая действует на шиповую шпильку 50B со стороны дорожного покрытия. Например, плоская верхушечная поверхность 60a может иметь форму креста или звезды.
Поперечное сечение верхушечного участка 60B в направлении, перпендикулярном направлению X, может иметь форму, отличную от плоской верхушечной поверхности 60a, однако предпочтительной является форма, аналогичная плоской верхушечной поверхности 60a.
[0046]
Двенадцать наклонных боковых поверхностей 60b проходят под наклоном от сторон плоской поверхности 60a к верхней концевой поверхности 58a участка 58 корпуса. Углубленный участок 60c образован по меньшей мере одной парой наклонных боковых поверхностей 60b, проходящих от сторон плоской поверхности 60a, которые образуют внутренний угол больше 180 градусов. Формирование углубленного участка 60с позволяет увеличить число ребер верхушечного участка 60B, который сцепляется с дорожным покрытием, увеличивая тем самым силу сцепления, которая действует на шиповую шпильку 50B со стороны дорожного покрытия.
[0047]
Шиповую шпильку 50B в настоящем варианте осуществления также можно установить в такое же отверстие 20A в протекторном участке 10, что и в первом варианте осуществления, и тем же способом по отношению к шиповой шпильке 50A, что и в первом варианте осуществления. Внешний диаметр шиповой шпильки 50A больше внутреннего диаметра отверстия 20A. Такая конфигурация позволяет внутренней поверхности стенки отверстия 20A входить в тесный контакт с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки 50A и обеспечивает отсутствие зазоров между внутренней поверхностью стенки отверстия 20A и внешней периферической поверхностью шиповой шпильки 50A.
[0048]
Шиповая шпилька 50B в соответствии с настоящим вариантом осуществления, установленная в отверстие 20A, позволяет достичь тех же преимущественных эффектов, что и в первом варианте осуществления, и позволяет углубленным участкам 58b участка 58B корпуса шиповой шпильки 50B входить в зацепление с выступами 30A крепежного участка 22 отверстия 20A для дополнительного предотвращения или сведения к минимуму вращательного движения шиповой шпильки 50B вокруг ее центральной оси, совпадающей с направлением X. Таким образом, предотвращается или сводится к минимуму вращательное движение шиповой шпильки 50B вокруг ее центральной оси, совпадающей с направлением X, и дополнительно можно предотвратить выпадение шиповой шпильки 50B из отверстия 20A в протекторном участке 10.
[0049]
Первый модифицированный пример
На ФИГ. 13 представлен вид в горизонтальной проекции отверстия 20B в соответствии с первым модифицированным примером настоящего изобретения, если смотреть со стороны протекторного участка. В этом модифицированном примере выступы 30B имеют по существу треугольно-призматическую форму, которая отличается от формы выступа 30A в приведенных выше вариантах осуществления. Даже при наличии выступов 30B такой формы выступы 30A, расположенные на внутренней стенке крепежного участка 22 отверстия 20B, выступающие внутрь отверстия 20B и проходящие по направлению в глубину отверстия 20B, позволяют ввести зубцы 103 пистолета 100 для ошиповки между выступами 30B и направлять их с помощью выступов 30B по направлению в глубину отверстия 20B. Эта конфигурация облегчает вставку зубцов 103 в отверстие 20B. Выступы 30B, выступающие внутрь отверстия 20B, деформируются в соответствии с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки, вставленной в крепежный участок 22, надавливают на внешнюю периферическую поверхность шиповой шпильки, сжимают и закрепляют шиповую шпильку, предотвращая, таким образом, выпадение шиповой шпильки. Таким образом, в отверстии 20B шиповая шпилька может удерживаться с большей силой без снижения производительности установки шиповой шпильки.
[0050]
Второй модифицированный пример
На ФИГ. 14 представлен вид в горизонтальной проекции отверстия 20C в соответствии со вторым модифицированным примером настоящего изобретения, если смотреть со стороны протекторного участка. В этом модифицированном примере выступы 30 имеют по существу прямоугольно-призматическую форму, которая отличается от формы выступа 30A в приведенных выше вариантах осуществления. Даже при наличии выступов 30C такой формы выступы 30C, расположенные на внутренней стенке крепежного участка 22 отверстия 20C, выступающие внутрь отверстия 20C и проходящие по направлению в глубину отверстия 20C, позволяют ввести зубцы 103 пистолета 100 для ошиповки между выступами 30C и направлять их с помощью выступов 30C по направлению в глубину отверстия 20C. Эта конфигурация облегчает вставку зубцов 103 в отверстие 20C. Выступы 30C, выступающие внутрь отверстия 20C, деформируются в соответствии с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки, вставленной в крепежный участок 22, надавливают на внешнюю периферическую поверхность шиповой шпильки, сжимают и закрепляют шиповую шпильку, предотвращая, таким образом, выпадение шиповой шпильки. Таким образом, в отверстии 20C шиповая шпилька может удерживаться с большей силой без снижения производительности установки шиповой шпильки.
[0051]
Примеры эксперимента
Для испытания эффектов шины в соответствии с вариантами осуществления шиповые шпильки, показанные на ФИГ. 4, были вставлены в шину с монтажными отверстиями для шиповых шпилек в протекторном участке, показанном на ФИГ. 1. Конфигурации отверстий описаны в представленных ниже сравнительных примерах 1–3 и рабочих примерах 1–16.
В таблицах 1 и 2 приведены диаметры D крепежных участков отверстий, число выступов, расположенных на крепежных участках, отношения (H/D) высот H выступов от оснований выступов до концов выступов к D, отношения (W/D) расстояний W между основаниями выступов в направлении вдоль окружности отверстий к D и отношения (L1/L) длин L1 выступов по направлению в глубину отверстий к длинам L крепежных участков по направлению в глубину отверстий. В сравнительных примерах 1–3 отсутствует какой-либо выступ.
[0052]
Шины 10 были установлены на легковой автомобиль для проверки устойчивости к выпадению шпильки и эффективности забивания шпилек.
Каждая из изготовленных шин имела размер 205/55R16. Использованный легковой автомобиль представлял собой переднеприводной легковой автомобиль типа 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.
[0053]
Устойчивость к выпадению шпильки
Отношение количества шиповых шпилек, оставшихся в протекторном участке, к общему количеству установленных шиповых шпилек получали в качестве показателя устойчивости к выпадению шпильки после прохождения автомобилем 1000 км по сухому дорожному покрытию, включая асфальтовые дорожные покрытия или бетонные дорожные покрытия.
Долю оставшихся шиповых шпилек нормировали относительно доли оставшихся шиповых шпилек в сравнительном примере 1 (показатель 100).
Полученные результаты представлены в таблицах 1 и 2.
[0054]
Эффективность забивания шпилек
Измеряли рабочее время, необходимое для забивания всех шиповых шпилек из установленного количества шиповых шпилек в единственную шину при помощи одного и того же пистолета для ошиповки. Рабочее время нормировали относительно величины, обратной рабочему времени в сравнительном примере 1 (показатель 100).
Полученные результаты представлены в таблицах 1 и 2.
[0055]
| Таблица 1 | |||||||||
| Рабочий пример | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| Число выступов | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| D (мм) | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| H/D | 0,05 | 0,10 | 0,20 | 0,30 | 0,35 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | 0,20 |
| W/D | 0,30 | 0,30 | 0,30 | 0,30 | 0,30 | 0,10 | 0,15 | 0,45 | 0,50 |
| L1/L | 0,650 | 0,650 | 0,650 | 0,650 | 0,650 | 0,650 | 0,650 | 0,650 | 0,650 |
| Устойчивость к выпадению шпильки | 104 | 108 | 110 | 114 | 116 | 104 | 108 | 112 | 114 |
| Эффективность забивания шпилек | 104 | 102 | 100 | 98 | 94 | 104 | 102 | 98 | 94 |
[0056]
| Таблица 2 | ||||||||||
| Рабочий пример | Сравнительный пример | |||||||||
| 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 1 | 2 | 3 | |
| Число выступов | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 0 | 0 | 0 |
| D (мм) | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 1,8 | 2,2 |
| H/D | 0,20 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | 0 | 0 | 0 |
| W/D | 0,30 | 0,30 | 0,30 | 0,30 | 0,30 | 0,30 | 0,30 | 0 | 0 | 0 |
| L1/L | 0,100 | 0,125 | 1,000 | 0,650 | 0,650 | 0,650 | 0,650 | 0 | 0 | 0 |
| Устойчивость к выпадению шпильки | 104 | 108 | 114 | 112 | 114 | 116 | 118 | 100 | 120 | 80 |
| Эффективность забивания шпилек | 104 | 102 | 98 | 98 | 96 | 94 | 88 | 100 | 80 | 120 |
[0057]
Из сравнения сравнительных примеров 1–3 в таблице 1 понятно, что большее значение D снижает устойчивость к выпадению шпильки, но повышает эффективность забивания шпилек. Из сравнения сравнительных примеров 1–3 и рабочих примеров 1–16 понятно, что наличие выступа(-ов) повышает устойчивость к выпадению шпильки, при этом эффективность забивания шпилек незначительно снижается или сохраняется на прежнем уровне.
[0058]
Из сравнения рабочих примеров 1–5 понятно, что отношение H/D, которое составляет 0,10 или больше этого значения, значительно повышает устойчивость к выпадению шпильки по сравнению с отношением H/D, которое меньше 0,10. Понятно, что отношение H/D, которое больше 0,30, значительно снижает эффективность забивания шпилек.
Из сравнения рабочих примеров 3 и 6–9 понятно, что отношение W/D, которое составляет 0,15 или больше этого значения, значительно повышает устойчивость к выпадению шпильки по сравнению с отношением W/D, которое меньше 0,15. Понятно, что отношение W/D, которое больше 0,45, значительно снижает эффективность забивания шпилек.
Из сравнения рабочих примеров 3 и 10–12 понятно, что отношение L1/L, которое составляет 0,125 или больше этого значения, значительно повышает устойчивость к выпадению шпильки по сравнению с отношением L1/L, которое меньше 0,125.
Из сравнения рабочих примеров 3 и 13–16 понятно, что два или более выступов существенно повышают устойчивость к выпадению шпильки по сравнению с одним выступом. Понятно, что пять или более выступов существенно уменьшают эффективность забивания шпилек.
[0059]
Пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением, подробно описанным выше, не ограничена представленными выше вариантами осуществления и может быть улучшена или модифицирована различными способами в пределах объема настоящего изобретения.
1. Пневматическая шина, содержащая:
протекторный участок шины, обеспеченный в поверхности протектора множеством монтажных отверстий для шиповых шпилек; и
множество шиповых шпилек, вставленных в отверстия;
причем каждое из отверстий включает в себя крепежный участок, входящий в контакт со всей периферией каждой из шиповых шпилек для закрепления шиповой шпильки;
причем крепежный участок включает в себя выступ, обеспеченный на его внутренней стенке, который проходит по направлению в глубину отверстий и направляет зубцы пистолета для ошиповки по направлению в глубину отверстий, при этом пистолет для ошиповки забивает шиповые шпильки в отверстия;
причем выступ деформируется в соответствии с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки, вставленной в каждое из отверстий, так, что вся поверхность выступа входит в контакт с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки.
2. Пневматическая шина по п.1, в которой, если D представляет диаметр цилиндра, ограничивающего крепежный участок, а H представляет высоту выступа от основания выступа до конца выступа, выполняется соотношение 0,10≤H/D≤0,30.
3. Пневматическая шина по п.1 или 2, в которой, если D представляет диаметр цилиндра, ограничивающего крепежный участок, а W представляет расстояние между основаниями выступа в направлении вдоль окружности отверстий, выполняется соотношение 0,15≤W/D≤0,45.
4. Пневматическая шина по п.1 или 2, в которой, если L представляет длину крепежного участка по направлению в глубину отверстий, а L1 представляет длину выступа по направлению в глубину отверстий, выполняется соотношение 0,125≤L1/L≤1,00.
5. Пневматическая шина, содержащая:
протекторный участок шины, обеспеченный в поверхности протектора множеством монтажных отверстий для шиповых шпилек; и
множество шиповых шпилек, вставленных в отверстия;
причем каждое из отверстий включает в себя крепежный участок, входящий в контакт со всей периферией каждой из шиповых шпилек для закрепления шиповой шпильки;
причем крепежный участок включает в себя множество выступов, обеспеченных на его внутренней стенке, которые проходят по направлению в глубину отверстий с разнесением между выступами по направлению вдоль окружности отверстий, при этом выступы направляют зубцы пистолета для ошиповки по направлению в глубину отверстий, при этом пистолет для ошиповки забивает шиповые шпильки в отверстия;
причем выступы деформируются в соответствии с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки, вставленной в каждое из отверстий, так, что все поверхности выступов входят в контакт с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки.
6. Пневматическая шина по п.5, в которой число выступов составляет от двух до четырех.
7. Пневматическая шина по п.5 или 6, в которой, если D представляет диаметр цилиндра, ограничивающего крепежный участок, а H представляет высоту выступа от основания выступа до конца выступа, выполняется соотношение 0,10≤H/D≤0,30.
8. Пневматическая шина по п.5 или 6, в которой, если D представляет диаметр цилиндра, ограничивающего крепежный участок, а W представляет расстояние между основаниями выступа в направлении вдоль окружности отверстий, выполняется соотношение 0,15≤W/D≤0,45.
9. Пневматическая шина по п.5 или 6, в которой, если L представляет длину крепежного участка по направлению в глубину отверстий, а L1 представляет длину выступа по направлению в глубину отверстий, выполняется соотношение 0,125≤L1/L≤1,00.
10. Пневматическая шина, содержащая:
протекторный участок шины, обеспеченный в поверхности протектора пневматической шины множеством монтажных отверстий для шиповых шпилек; и
множество шиповых шпилек, вставленных в отверстия;
причем каждая из шиповых шпилек включает в себя углубленный участок, обеспеченный на ее внешней периферии, который проходит по направлению в глубину отверстий;
причем каждое из отверстий включает в себя крепежный участок, обеспеченный на его внутренней стенке, который входит в контакт со всей периферией каждой из шиповых шпилек для закрепления шиповой шпильки;
причем крепежный участок включает в себя выступ, проходящий по направлению в глубину отверстий и направляющий зубцы пистолета для ошиповки по направлению в глубину отверстий, при этом пистолет для ошиповки забивает шиповые шпильки в отверстия;
причем выступ деформируется в соответствии с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки, вставленной в каждое из отверстий, так, что вся поверхность выступа входит в контакт с внешней периферической поверхностью шиповой шпильки.
11. Пневматическая шина, содержащая:
протекторный участок шины, обеспеченный в поверхности протектора пневматической шины множеством монтажных отверстий для шиповых шпилек; и
множество шиповых шпилек, вставленных в отверстия;
причем каждая из шиповых шпилек включает в себя участок корпуса в форме многоугольной призмы;
причем каждое из отверстий включает в себя крепежный участок, обеспеченный на его внутренней стенке, который входит в контакт со всей периферией участка корпуса для закрепления каждой из шиповых шпилек;
причем крепежный участок включает в себя множество выступов, проходящих по направлению в глубину отверстий с разнесением между выступами по направлению вдоль окружности отверстий, при этом выступы направляют зубцы пистолета для ошиповки по направлению в глубину отверстий, при этом пистолет для ошиповки забивает шиповые шпильки в отверстия;
причем выступы деформируются в соответствии с внешней периферической поверхностью участка корпуса так, что все поверхности выступов входят в контакт с внешней периферической поверхностью участка корпуса.
