CN105392639B - 防滑钉和充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在维持并提高充气轮胎的冰上性能的同时，难以从被安装的充气轮胎上脱落的防滑钉，以及安装有该防滑钉的充气轮胎。安装在充气轮胎的胎面部的防滑钉具有：埋设基部，该埋设基部在一个方向延伸，且埋设在防滑钉安装用孔内之后，通过从防滑钉安装用孔的侧面进行按压，将防滑钉固定在胎面部上；顶端部，该顶端部与埋设基部延伸的一个方向的端部相连接，在埋设基部被埋设在防滑钉安装用孔内的状态下，从胎面部突出并与路面相接触。顶端部具有垂直于埋设基部的延伸方向的顶端面，埋设基部与顶端部之间的连接部分的，与埋设基部的延伸方向正交的平面所形成的截面面积，与顶端面的面积相比较大。该防滑钉被安装在充气轮胎的胎面部上。
Description
技术领域
本发明涉及安装在充气轮胎胎面部上的防滑钉和安装了这种防滑钉的充气轮胎。
背景技术
传统的冰雪地用轮胎，在轮胎的胎面部上安装有防滑钉，由此在结冰的路面上获得抓地力。
一般的防滑钉被埋入到设置在胎面部的防滑钉安装用孔内。将防滑钉埋入到防滑钉安装用孔内时，扩大防滑钉安装用孔的孔径，在这种状态下将防滑钉插入到防滑钉安装用孔内，通过这种方式，使得防滑钉被紧密地埋入到防滑钉安装用孔内。这样一来，在轮胎转动过程中，可防止受到来自路面的制动/驱动力和横向力而造成的，防滑钉从防滑钉安装用孔内脱落的现象。
参照专利文献1，已有轮胎用钉即防滑钉实现了提高冰上抓划力和轻量化。该防滑钉具备柱体和销子，该柱体被嵌入到有底孔内而安装在胎面上，该有底孔形成在从沿着中心轴的方向的一个端面侧到轮胎胎面上，该销子从沿着所述柱体中心轴的方向的另一端面，向沿着所述中心轴的方向突出。所述销子形成为具有凹陷部的异形柱体，该凹陷部去除了横跨从所述柱体的另一端面突出并向沿着所述柱体中心轴的方向延长的圆柱体的另一端面及周面的部分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际专利公开第2012/117962号
发明内容
发明要解决的问题
但是，使用了防滑钉的冰雪地用轮胎，不仅在结冰的路面上转动，有时也会在混凝土路面和沥青路面上转动。混凝土路面和沥青路面与冰上路面相比，其表面较硬。由于受到来自这些表面较硬的路面的力，因此在制动/驱动时和转向时，很多防滑钉会从轮胎上脱落。
本发明的目的在于，为了在提高充气轮胎的冰上性能的同时，进一步减少行驶在混凝土路面和沥青路面上时所脱落的防滑钉的数量，提供一种难以从充气轮胎上脱落的防滑钉和安装有这种防滑钉的充气轮胎。
技术方案
本发明的一个方式就是安装在充气轮胎胎面部上的防滑钉安装用孔内的防滑钉。该防滑钉具有：埋设基部，该埋设基部构成为，在向一个方向延伸，且埋设在所述防滑钉安装用孔内之后，通过从所述防滑钉安装用孔的侧面进行按压，将所述防滑钉固定在所述胎面部上；顶端部，该顶端部构成为，与所述埋设基部延伸的一个方向的端部相连接，在所述埋设基部被埋设在所述防滑钉安装用孔内的状态下，从所述胎面部突出并与路面相接触。所述顶端部具有垂直于所述埋设基部的延伸方向的顶端面，所述埋设基部与所述顶端部之间的连接部分的，与所述埋设基部的延伸方向正交的平面所形成的截面面积，与所述顶端面的面积相比较大。
在此，相对于所述顶端面的面积S1的所述连接部分的所述截面面积S2的面积比例S2/S1，优选为1.25以上7.5以下。
所述埋设基部具有所述顶端部突出的平面，所述顶端部具有从所述顶端面向所述埋设基部延伸的倾斜侧面，所述倾斜侧面相对于所述埋设基部的平面的倾斜角度，优选为30～60度。
所述顶端面的形状，优选为多边形形状。
例如，优选为三角形形状、四角形形状、五角形形状等。特别是，所述顶端面的形状优选为4×n角形形状，在此，n为自然数。例如四角形形状、八角形形状、十二角形形状、……等。通过将顶端面的形状设为4×n角形形状，例如，可通过配置在轮胎周向的边和配置在轮胎宽度方向的边来提高轮胎的制动性能。
此外，所述顶端面的形状，优选为凹多边形形状。在此，凹多边形是指至少任意一个内角超过180度的多边形，例如，呈十字形状或星形多边形状。凹多边形的顶点优选为4n个，其中n为自然数。
另外，多边形的角部微圆也可。此外，多边形的边的一部分或全部为圆弧状也可。
所述顶端部，优选为多边锥体形状。例如，优选为三角锥体形状、五角锥体形状等。
特别是，所述顶端部优选为四角锥体形状。
顶端部为长方形形状，优选具有从对向的2边向所述埋设基部延伸的1对倾斜侧面。多边形的角部微圆也可。此外，多边形的边的一部分或全部为圆弧状也可。优选具有从顶端部长方形形状的短边方向的边，向所述埋设基部延伸的1对倾斜侧面。优选安装在防滑钉安装用孔内，并使得长方形形状的长边方向与轮胎周向一致。采用这种结构后，因倾斜面面向轮胎周向，因此可降低作用于防滑钉的力矩，另一方面，可通过长边方向的边，提高相对于轮胎宽度方向的力的制动性能。
所述顶端面为四角形状，所述埋设基部与所述顶端部之间的连接部分的，与所述埋设基部的延伸方向正交的平面所形成的截断面的形状为十字形状，
优选具有从所述顶端面的4条各边延伸至所述十字形状的4个各端部的4个倾斜侧面。
在4个倾斜侧面中，优选配置成一对倾斜侧面面向轮胎周向，另一对倾斜侧面面向轮胎宽度方向。
所述顶端面的形状，以及所述埋设基部与所述顶端部之间的连接部分的，与所述埋设基部的延伸方向正交的平面所形成的截断面的形状为十字形状，
优选具有从所述顶端面的十字形状的4个各端部延伸至所述埋设基部的4个倾斜侧面。在4个倾斜侧面中，优选配置成一对倾斜侧面面向轮胎周向，另一对倾斜侧面面向轮胎宽度方向。
所述埋设基部，从所述顶端部一侧开始依次具备：躯干部；与所述躯干部相比，最大外径较小的柄部；与所述躯干部及所述柄部相比，最大外径较大的底部，
所述躯干部在外周侧面上，优选具有多个凹部。
所述顶端部为凹多边锥体形，具有在周向上分离的4个凹部，
所述顶端面，以及所述埋设基部与所述顶端部之间的连接部分的，与所述埋设基部的延伸方向正交的平面所形成的截断面的形状，整体上为十字形状的凹多边形，
所述埋设基部，从所述顶端部一侧开始依次具备：躯干部；与所述躯干部相比，最大外径较小的柄部；与所述躯干部及所述柄部相比，最大外径较大的底部，
所述躯干部在外周侧面上具有周向分离的4个凹部，
所述顶端部的凹部与所述躯干部之间的凹部，优选设置为，相对于防滑钉的中心轴，配置在同一方向上。
此外，所述底部在外周侧面上具有周向分离的4个凹部，
所述顶端部的凹部与所述底部之间的凹部，优选设置为，相对于防滑钉的中心轴，配置在同一方向上。
此外，本发明的一个方式是充气轮胎。该充气轮胎中，所述防滑钉被安装在充气轮胎的胎面部的所述防滑钉安装用孔内。
有益效果
采用上述的方式，可提供一种提高充气轮胎的冰上性能的同时，难以从充气轮胎上脱落的防滑钉。此外，可提供与传统产品相比，脱落的防滑钉的数量较少，安装有提高冰上性能的防滑钉的充气轮胎。
附图说明
图1是表示本实施方式的充气轮胎的截面的轮胎截面图。
图2是将本实施方式的轮胎的胎面花纹展开在平面上的胎面花纹的一部分的平面展开图。
图3是本发明的第1实施方式的防滑钉50A的外观立体图。
图4是安装在胎面部的防滑钉50A的侧视图。
图5是用来说明路面S对于传统的防滑钉150的作用力的示意图。
图6是用来说明路面S对于防滑钉50A的作用力的示意图。
图7是本发明的第2实施方式的防滑钉50B的外观立体图。
图8是本发明的第3实施方式的防滑钉50C的外观立体图。
图9是本发明的第4实施方式的防滑钉50D的外观立体图。
图10是本发明的第5实施方式的防滑钉50E的外观立体图。
图11是本发明的第6实施方式的防滑钉50F的外观立体图。
具体实施方式
(轮胎的整体说明)
以下，对本实施方式的充气轮胎进行说明。图1是表示采用本实施方式的充气轮胎的截面的轮胎截面图，以下将本实施方式的充气轮胎称为轮胎10。轮胎10是一种在胎面部内埋有防滑钉的防滑钉胎。
轮胎10例如是一种乘用车用轮胎。乘用车用轮胎是指，JATMA YEAR BOOK 2012，即日本机动车轮胎协会标准的A章所规定的轮胎。此外，也可适用于B章所规定的小型卡车用轮胎和C章所规定的卡车及公交车用轮胎。
以下，进行具体说明的各花纹因素的尺寸数值，为乘用车用轮胎上的数值例，作为本发明的充气轮胎，不仅限于这些数值例。
以下说明的轮胎周向是指，以轮胎旋转轴为中心使轮胎10旋转时，胎面的旋转方向即双向旋转方向。轮胎径向是指，正交于轮胎旋转轴而延伸的放射方向。轮胎径向外侧是指，从轮胎旋转轴沿轮胎径向离开的方向。轮胎宽度方向是指，与轮胎旋转轴方向平行的方向。轮胎宽度方向外侧是指，从轮胎10的轮胎中心线CL处离开的两个方向。
(轮胎结构)
轮胎10，作为骨架材料，具有帘布层12、带束层14和胎圈芯16。轮胎10，在这些骨架材料的周边，主要具有胎面橡胶构件18、侧壁橡胶构件20、胎圈填胶橡胶构件22、轮辋缓冲橡胶构件24和内衬橡胶构件26。
图1所示的轮胎10中，帘布层12在一对圆环状的胎圈芯16之间，含有卷成环形的帘布材料12a、12b。
帘布材料12a、12b是用橡胶将有机纤维覆盖而成。帘布层12用1种帘布材料构成也可。
在帘布层12的轮胎径向外侧上，设有包含2枚带束材料14a、14b的带束层14。带束材料14a、14b，是在相对于轮胎周向以规定的角度，例如，倾斜20～30度而配置的钢帘线上，覆盖橡胶的构件。下层的带束材料14a的轮胎宽度方向上的宽度，与上层的带束材料14b的宽度相比较宽。带束材料14a的钢帘线和带束材料14b的钢帘线，相对于轮胎周向，相互朝反方向倾斜，并相互交错。带束层14抑制充填在轮胎10和轮辋围起来的轮胎空洞区域内的空气压力所导致的帘布层12的膨胀。
在带束层14的轮胎径向外侧上，设有胎面橡胶构件18。
在胎面橡胶构件18的两个端部上，连接有侧壁橡胶构件20而形成侧壁部。
胎面橡胶构件18包含两层橡胶构件，即设置在轮胎径向外侧的上层胎面橡胶构件18a，和设置在轮胎径向内侧的下层胎面橡胶构件18b。
在侧壁橡胶构件20的轮胎径向内侧的一端上，设有轮辋缓冲橡胶构件24。轮辋缓冲橡胶构件24与安装轮胎10的轮辋相接触。
在胎圈芯16的轮胎径向外侧上，设置有胎圈填胶橡胶构件22，从而使其被卷绕在胎圈芯16周围上的帘布层12夹住。在面向轮胎空洞区域的轮胎10的内表面上，设有内衬橡胶构件26。
此外，轮胎10具备覆盖带束层14的轮胎径向外侧面的带罩层28。带罩层28是用橡胶将有机纤维覆盖而成。
尽管轮胎10具有如上所述的轮胎结构，但本发明的充气轮胎的轮胎结构，并不仅限于图1所示的轮胎结构。
(胎面花纹)
图2是将轮胎10的胎面花纹30，展开在平面上的胎面花纹的一部分的平面展开图。轮胎10如图2所示，指定有表示轮胎周向的一个方向的旋转方向R。旋转方向R的朝向，是使用设置在轮胎10的侧壁表面上的数字、符号等进行标示和指定。在图2中，省略了安装在胎面部上的防滑钉。参照图3，防滑钉安装在图2所示的销子安装用孔内。
胎面花纹30具备：多条第1斜沟31、多条第1横沟32、多条第2斜沟33、多条第3斜沟34、第2横沟35和第4斜沟36。在图2中，符号CL表示轮胎的中心线。
第1斜沟31在轮胎周向上设有多条。各第1斜沟31，将从中心线CL离开的位置作为开始端，从开始端朝向轮胎旋转方向C和相反方向，与此同时，朝向轮胎宽度方向外侧倾斜并延伸。第1斜沟31呈如下形状，即朝向轮胎宽度方向外侧，沟的宽度逐步变宽，且朝向开始端，沟的宽度逐步变窄。
第1横沟32在轮胎周向上设有多条。各第1横沟32，从第1斜沟31的各轮胎宽度方向外侧端部，朝向轮胎旋转方向C和相反方向，与此同时，朝向轮胎宽度方向外侧倾斜，且相对于接地端，延伸至轮胎宽度方向外侧。
第2斜沟33在轮胎周向上设有多条。各第2斜沟33，从第1斜沟31的各轮胎宽度方向外侧端部，朝向轮胎旋转方向C和相反方向，与此同时，朝向轮胎宽度方向内侧倾斜，且延伸至相邻的其他第1斜沟31。
第3斜沟34在轮胎周向上设有多条。各第3斜沟34，从第1横沟32的各自的中途开始，朝向轮胎旋转方向R和相反方向，与此同时，朝向轮胎宽度方向外侧倾斜并延伸。第3斜沟34呈如下形状，即朝向轮胎宽度方向外侧，沟的宽度逐步变窄；朝向轮胎宽度方向内侧，沟的宽度逐步变宽。
第2横沟35，在轮胎周向上相邻的两条第1横沟32之间，且不与第1斜沟31和第2斜沟33交叉的范围内，与第1横沟32平行地延伸。
第3斜沟34穿过第2横沟35并延伸。
第2横沟35的第3斜沟34之间的交叉部的轮胎宽度方向内侧的部分35a的宽度，比第3斜沟34之间的交叉部的轮胎宽度方向外侧的部分35b的宽度还要窄。
第4斜沟36，从第1斜沟31的中途开始，朝向轮胎周向的一个方向，与此同时，朝向轮胎宽度方向内侧倾斜并延伸。
在被第1斜沟31、第1横沟32、第2斜沟33和胎面接地端围起来的环岸部41上，设有沟槽43。在相对于第1斜沟31和第2斜沟33，位于轮胎宽度方向内侧的环岸部42上，设有沟槽44。沟槽44与轮胎宽度方向基本平行地延伸。沟槽43相对于沟槽44倾斜。通过沟槽43相对于沟槽44倾斜，可提高轮胎10的旋转性能。
如图2所示，在被第1斜沟31、第1横沟32、第2斜沟33和胎面接地端围起来的环岸部41上，设有防滑钉安装用孔45。通过在防滑钉安装用孔45上，安装后述的防滑钉50A，轮胎10作为防滑钉胎来起作用，冰上制动、冰上旋转这一类的冰上性能就会得到提高。
(防滑钉)
图3是本发明的第1实施方式的防滑钉50A的外观立体图。图4是安装于设置在胎面部的胎面橡胶构件18上的防滑钉安装用孔45内的防滑钉50A的侧面图。
防滑钉50A主要具有埋设基部52和顶端部60A。埋设基部52被埋设在被安装的充气轮胎的胎面部内。
通过埋设基部52的侧面，从防滑钉安装用孔45的侧面向胎面橡胶构件18按压，使得防滑钉50A被固定在胎面部上。防滑钉50A是沿着方向X，按照埋设基部52及顶端部60A的顺序形成的。此外，方向X是朝向埋设基部52的顶端部60延伸的延伸方向，将防滑钉50A安装在防滑钉安装用孔45内时，与相对于胎面部胎面的法线方向一致。
埋设基部52具有底部54、柄部56和躯干部58。底部54、柄部56和躯干部58是沿着方向X，按照此顺序形成的。
底部54位于与顶端部60A相反一侧的端部上。底部54是呈圆盘形的凸缘状。底部54可防止由于防滑钉50A受到来自路面的力，而防滑钉50A在防滑钉安装用孔45内旋转。
柄部56连接躯干部58和底部54。柄部56呈圆锥体形状。柄部56的直径，相对于底部54和躯干部58的最大外径要小。因此，柄部56相对于躯干部58和底部54而凹陷下去，底部54和躯干部58形成为凸缘形状。
躯干部58呈圆筒形状。躯干部58位于柄部56与顶端部60A之间。躯干部58是与顶端部60A相连接的凸缘状的部分。躯干部58被安装到轮胎10时，以露出在胎面和略面一的状态下，将上端面58a埋设在胎面橡胶构件18内。
如图4所示，顶端部60A在安装于胎面部的状态下，从胎面突出。顶端部60A是与路面相接触，或者抓划冰的部分。顶端部60A是从埋设基部52的上端面58a开始，呈圆锥体形状突出的部分。顶端部60A具有垂直于埋设基部52的延伸方向即方向X的顶端面60a，即方向X侧的端面。顶端部60A具有从顶端面60a的外周部，延伸至埋设基部52的上端面58a的倾斜侧面60b。倾斜侧面60b，相对于躯干部58的上端面58a的倾斜角度θ为锐角，优选为30～60度。在本发明的实施方式中，如后述那样，倾斜侧面60b通过来自路面的垂直阻力来降低作用于防滑钉50A的力矩，通过这种方式，来抑制防滑钉50A从胎面部脱落的现象。
顶端部60A使用与埋设基部52相同的金属材料制作也可，使用不同的金属材料来制作也可。例如，埋设基部52和顶端部60A使用铝来构成也可。此外，埋设基部52使用铝来构成，顶端部60A使用碳化钨来构成也可。埋设基部52与顶端部60A使用不同的金属材料来构成时，将设置在顶端部60A上的，并未图示的突出部，打入到形成于埋设基部52的躯干部58的上端面58a的并未图示的孔内，由此来进行嵌合，通过这种方式，可将顶端部60A固定在埋设基部52上。
顶端面60A的形状为圆形。将埋设基部52与顶端部60A之间的连接部分，用正交于方向X的平面进行切断后的截面的形状为圆形。如图4所示，与顶端面60a的半径r1相比，连接部分的截面半径r2更大。因此，将顶端面60a的面积设为S1，将与埋设基部52相连接的顶端部60A的连接部分，沿着正交于方向X的方向进行切断后的截面面积设为S2时，S2>S1。因此，顶端部60A的轮胎周向侧的侧面，相对于轮胎周向倾斜。因此，如以下所说明的那样，可降低顶端部60A受到来自路面的力而产生的力矩，并可减少防滑钉50A从胎面部脱落的现象。
图5是表示传统的防滑钉150的顶端部160，抓划路面S的状态的模式图。
传统的顶端部160的侧面，垂直于顶端面158a。因此，将顶端部160沿着正交于方向X的方向进行切断后的截断面的面积，与切断位置无关，是固定的。顶端部160的侧面受到来自路面S的力F1时，在该力F1的作用下，防滑钉150以底部154的端点C为中心进行旋转，有从防滑钉安装用孔45脱落的倾向。此时，将端点C到力F1的距离即矢量设为R1的话，在端点C的周边起作用的力矩N1
用式
N1＝R1×F1
来表示。力矩N1越大，防滑钉就越容易从胎面部脱落。
图6是表示本实施方式所涉及的防滑钉50A的顶端部60A，抓划路面S的状态的模式图。本实施方式所涉及的防滑钉50A中，顶端部60A的倾斜侧面60b相对于上端面58a倾斜。因此，倾斜侧面60a所受到的来自路面S的力F1，被分解成垂直阻力F2，和倾斜侧面60b与路面S之间的静止摩擦力F3。
在此，将倾斜侧面60b和上端面58a所形成的角设为θ的话，
F2＝F1sinθ。
此外，沿着力F1的倾斜侧面60b的分力F1cosθ，在倾斜侧面60b与路面S之间的最大静止摩擦力以下的范围内，摩擦力F3会变得与分力F1cosθ相等。即，
F3＝F1cosθ。
在此，因力F1而作用于端点C的周边的力矩N1被分解为，因垂直阻力F2而作用于端点C的周边的力矩N2，和因摩擦力F3而作用于端点C的周边的力矩N3。此时，
N1＝N2+N3
成立。
将端点C到垂直阻力F2的距离即矢量设为R2的话，因垂直阻力F2而作用于端点C上的力矩N2为，
N2＝R2×F2。
将端点C到摩擦力F3的距离即矢量设为R3的话，因摩擦力F3而作用于端点C上的力矩N3为，
N3＝R3×F3。
另一方面，力F1变大，在分力F1cosθ超过最大摩擦力的范围内，倾斜侧面60b相对于路面S，有少许滑移。此外，倾斜侧面60b相对于路面S的滑移量，与倾斜侧面60b的轮胎周向长度相比，是微小的。此时的摩擦力F4为，
F4＝μF2＝μF1sinθ(<F3)。
在此，μ是路面S与倾斜侧面60b之间的动摩擦系数。
但是，力F1变大，分力F1cosθ超过最大摩擦力的话，如上所述，摩擦力F4会变得比平行于力F1的倾斜侧面60的分力(F3＝F1cosθ)小。
在摩擦力F4的作用下，作用于端点C上的力矩N4为，
N4＝R3×F4，因此，N4<N3。由此，成为，
N2+N4<N2+N3＝N1。
因此，施加能使防滑钉50A脱落的程度的较大的力时，由于分力F1cosθ超过最大摩擦力，因此，可将受到来自路面的力所形成的力矩N2+N4，与传统的防滑钉150所受到的力矩N1相比较而降低，并可减少防滑钉50A从胎面部脱落的现象。
此外，面积比例S2/S1，优选在1.25以上7.5以下。S1优选在2.5mm2以上7.0mm2以下。上端面58a到顶端面60a的高度，优选在0.8mm～1.5mm。在这种情况下，将面积比例S2/S1设为小于1.25的话，在顶端部60A受到的来自路面的力的作用下，作用于防滑钉50A的力矩就会变大，防滑钉50A就会变得容易从胎面橡胶构件18上脱落。另一方面，为了使S2/S1比7.5大，需要将S1缩小，S1较小的话，顶端部60A与路面相接触而获得的抓划力就会变得不充分。为了通过顶端部60A与路面之间的接触，获得充分的抓划力，较优选为使S2/S1小于3.0。
在此，顶端面60a的边缘有时会被倒角加工而变成圆弧状。此时，顶端面60a的面积S1是指，具有以下高度的部分的面积，该高度相当于从埋设基部58的上端面58a突出的顶端部60A的最大高度的95％以上。
此外，θ最好是锐角，优选为30～60度。θ不足30度的话，顶端部60A与路面相接触而获得的抓划力就会变小。相反，θ大于60度的话，在顶端部60A受到的来自路面的力的作用下，作用于防滑钉50A的力矩就会变大。
如上所述，根据本发明的实施方式所涉及的防滑钉50A，可将受到来自路面的力而作用于防滑钉50A的力矩，降低于传统的力矩，并可减少防滑钉50A从胎面部脱落的现象。
图7是本发明的第2实施方式所涉及的防滑钉50B的立体图。本实施方式的防滑钉50B的埋设基部52的形状，与第1实施方式所涉及的防滑钉50A相同，但是顶端部60B的形状，与顶端部60A的形状不同。
顶端部60B的形状，为四角锥体形状。顶端部60B具有垂直于埋设基部52的延伸方向即方向X的顶端面60a即方向X侧的端面，和从顶端面60a的各边到躯干部58的上端面58a倾斜并延伸的4个倾斜侧面60b。4个倾斜侧面60b的倾斜角度均相同也可，分别独立地变更倾斜角度也可。将防滑钉50B安装在防滑部上，使从与顶端面60a相对向的1对边延伸的1对倾斜侧面60b的延伸方向与轮胎周向一致也可。
将顶端面60a的面积设为S1，将用正交于方向X的平面来切断埋设基部52与顶端部60B之间的连接部分时的截面面积设为S2时，S2>S1。因此，与第1实施方式的顶端部60A一样，轮胎周向侧的侧面，相对于轮胎周向倾斜。因此，与第1实施方式的顶端部60A一样，可降低顶端部60B受到的来自路面的垂直阻力的力矩，并可减少防滑钉50B从胎面部脱落的现象。
此外，顶端部60B的形状，并不仅限于圆锥体形状或四角锥体形状，也可以是三角锥体形状或五角锥体形状等，相对于埋设基部52的延伸方向即方向X，垂直的截面面积随着从连接部分朝向顶端的而变小的多边锥体形状。
图8是本发明的第3实施方式所涉及的防滑钉50C的立体图。本实施方式的防滑钉50C的埋设基部52的形状，与第1实施方式所涉及的防滑钉50A相同，但是顶端部60C的形状不同。
本实施方式所涉及的防滑钉50C的顶端部60C的顶端面60a呈长方形形状。将埋设基部52与顶端部60C之间的连接部分，用正交于方向X的平面进行切断后的截断面的形状为长方形。从顶端部60C的长边方向和与方向X垂直的方向所观察到的顶端部60C的形状为梯形。顶端部60C的顶端面60a的形状为长方形，也可为了使短边方向的1对边向外侧突出而弯曲。从该短边方向的1对边到躯干部58的上端面58a，向轮胎周向倾斜，并有2个倾斜侧面60b延伸。倾斜侧面60b，具有在顶端面60a与上端面58a之间，倾斜并延伸的侧边。在该侧边、顶端面60a的长边方向的1对边，以及上端面58a之间，顶端部60C具有梯形形状的侧面60d。侧面60d相对于上端面58a略显垂直也可，与倾斜侧面60b一样，相对于上端面58a倾斜也可。防滑钉50C优选安装在防滑钉安装用孔内，从而使侧面60d的延伸方向，即，长方锥体形状的顶端部60C的底面的长边方向与轮胎周向一致，该地底面是将埋设基部52与顶端部60C之间的连接部分，用正交于方向X的平面进行切断后的截断面。即，优选将防滑钉50C安装在胎面部上，从而使1对倾斜侧面60b朝向轮胎周向。这样一来，倾斜侧面60b在受到来自路面的力的作用下，作用于防滑钉50C的力矩，可以相比传统降低，并可减少防滑钉50C从胎面部脱落的现象。
同样在本实施方式中，将顶端面60a的面积设为S1，将用正交于方向X的平面来切断埋设基部52与顶端部60C之间的连接部分时的截面面积设为S2时，S2>S1。进一步，从轮胎宽度方向来观察顶端部60C的话呈梯形形状，顶端部60C的轮胎周向侧的侧面，相对于轮胎周向倾斜。因此，可降低该倾斜的侧面受到的来自路面的垂直阻力的力矩，并可减少防滑钉50C从胎面部脱落的现象。
图9是本发明的第4实施方式所涉及的防滑钉50D的立体图。本实施方式的防滑钉50D中，埋设基部52的形状，与第1实施方式所涉及的防滑钉50A相同，但是顶端部60D的形状不同。
顶端部60D的顶端面60a的形状，为具有弯曲而向外侧突出的各边的略四角形状。从顶端面60a的各边到躯干部58的上端面58a，向躯干部58的外周向倾斜，并有4个倾斜侧面60b延伸。顶端部60D从轮胎径向观察，在整体上形成为略十字形状。将埋设基部52与顶端部60D之间的连接部分，用正交于方向X的平面进行切断后的截断面的形状，在整体上为十字形状的凹多边形。4个倾斜侧面60b的倾斜角度均相同也可，分别独立地变更倾斜角度也可。将防滑钉50B安装在防滑部上，使从与顶端面60a相对向的1对边延伸的1对倾斜侧面60b的延伸方向与轮胎周向一致也可。这样一来，可将倾斜侧面60b受到来自路面的力而作用于防滑钉50D的力矩，降低于传统力矩，并可减少防滑钉50D从胎面部脱落的现象。
形成有侧面60d，且由相邻的侧面60d形成凹部60c，其中，该侧面60d是从倾斜侧面60b的、在顶端面60a与上端面58a之间倾斜并延伸的侧边，延伸到上端面58a。侧面60d可与上端面58a略垂直相交也可，与倾斜侧面60b一样，相对于上端面58a倾斜也可。通过形成凹部60c，可增加顶端部60D的抓划路面的边缘，可增加防滑钉50D受到的来自路面的抓划力。
同样在本实施方式中，将顶端部60D的顶端面的面积设为S1，将用正交于方向X的平面来切断埋设基部52与顶端部60D之间的连接部分时的截面面积设为S2时，S2>S 1。因此，顶端部60D的轮胎周向侧的侧面，相对于轮胎周向倾斜。因此，与第1实施方式所涉及的防滑钉50A一样，可降低顶端部60D受到来自路面的垂直阻力而作用于防滑钉50D的力矩，并可减少防滑钉50D从胎面部脱落的现象。
图10是本发明的第5实施方式所涉及的防滑钉50E的立体图。本实施方式的防滑钉50E中，埋设基部52的形状，与第1实施方式所涉及的防滑钉50A相同，但是顶端部60E的形状不同。
如图4所示，顶端部60E是在安装于胎面部的状态下，从胎面突出并与路面相接触，或者抓划冰的部分。顶端部60E为凹多边锥体形状，从埋设基部52的上端面58a突出成截面梯形。顶端部60E具有垂直于埋设基部52的延伸方向即方向X的顶端面60a，即方向X侧的端面。
此外，将顶端面60a的形状，和埋设基部52与顶端部60E之间的连接部分，用正交于方向X的平面进行切断后的截断面的形状，优选为至少有一个内角超过180度的凹多边形状。特别是，将顶端面60a的形状，和埋设基部52与顶端部60E之间的连接部分，用正交于方向X的平面进行切断后的截断面的形状，优选为整体上为十字形状的凹多边形。凹多边形与同一面积的圆和凸多边形相比，其边长总和较大，因此，将顶端面60a的形状设置成凹多边形状，可增加顶端部60E的抓划路面的边缘，可增加防滑钉50E受到的来自路面的抓划力。例如，可将顶端面60a的形状，设置成十字形状或星形多边形状。
顶端部60E的、正交于方向X的方向的截面形状，可采用与顶端面60a的形状不同的形状，但是，优选为与顶端面60a的形状相似的形状。
同样在本实施方式中，将顶端面60a的面积设为S1，将用正交于方向X的平面来切断埋设基部52与顶端部60之间的连接部分时的截面面积设为S2时，S2>S1。因此，顶端部60E的轮胎周向侧的侧面，相对于轮胎周向倾斜。因此，与上述实施方式一样，可降低顶端部60受到的来自路面的垂直阻力的力矩，并可减少防滑钉50A从胎面部脱落的现象。
从顶端面60a的各边到躯干部58的上端面58a倾斜延伸有12面的倾斜侧面60b。由从顶端面60a的、形成超过180度内角的边延伸的至少1对倾斜侧面60b，形成了凹部60c。通过形成凹部60c，可增加顶端部60E的抓划路面的边缘，可增加防滑钉50A受到的来自路面的抓划力。
图11是本发明的第6实施方式所涉及的防滑钉50F的立体图。
本实施方式的防滑钉50F中，顶端部60F的形状，与第5实施方式的防滑钉50E的顶端部60E相同，但是埋设基部52F的形状不同。
防滑钉50F的埋设基部52F，具有底部54F、柄部56F和躯干部58F，且沿着方向X按照底部54F、柄部56F和躯干部58F的顺序形成。
在与底部54F的防滑钉安装用孔45的侧面相接触的外周侧面上，形成有凹部54a。具体而言，底部54F的截面为角呈圆弧状的略4角形形状，该略4角形形状的4条边凹陷，形成有4个凹部54a。底部54F的截面可非为角呈圆弧状的略4角形形状，采用略3角形形状、5角形形状、6角形形状等略多边形形状也可。因为底部54F为略多边形形状，因此相对于与方向X平行的防滑钉50F的中心轴的旋转运动可得到抑制。此外，通过将角变成圆弧状，可防止防滑钉安装用孔45的侧面因底部54的尖锐的角而受到损伤。在此情况下，在略多边形形状的至少1边上，边凹陷而形成凹部54a便可。当然，略多边形形状的一部分的边或是所有的边，即在2条边、3条边、4条边、5条边、6条边等上，边凹陷而形成多个凹部54a也可。通过形成凹部54a，可增大底部54F的每单位体积的表面积，且可增大与胎面部的胎面橡胶构件18之间的接触面积，且可增加约束防滑钉50F动作的摩擦力。此外，通过在凹部54a上插入胎面橡胶构件18，可抑制相对于与方向X平行的防滑钉50F的中心轴的旋转运动。
柄部56F是连接躯干部58F和底部54F的部分。柄部56F为圆筒形状，柄部56F的直径，比底部54F和躯干部58F的最大外径要小。因此，柄部56相对于躯干部58和底部54F形成有凹部，底部54F和躯干部58F形成为凸缘形状。在柄部56F的外周侧面上，没有形成凹部。
躯干部58F是，位于柄部56F与顶端部60F之间且与顶端部60F相连接的凸缘状的部分。在从躯干部58F的防滑钉安装用孔的侧面按压的外周侧面上，形成有凹部58b。该外周侧面与胎面部的胎面橡胶构件18相接触并被按压，因此，通过摩擦力来约束防滑钉50F的动作。
对躯干部58F进行具体说明的话，躯干部58的垂直于方向X的截面，为角呈圆弧状的略4角形形状，4条边凹陷而形成了4个凹部58b。本实施方式中，在外周侧面上，可设置4个凹部58b，但是凹部58b至少设置1个以上，即，1个、2个、或是3个等也可。躯干部58F的截面可非为角呈圆弧状的略4角形形状，采用略3角形形状、5角形形状、6角形形状等略多边形形状也可。躯干部58F为略多边形形状，因此以平行于方向X的轴为中心的防滑钉50F的旋转运动可得到抑制。此外，通过将角变成圆弧状，可防止防滑钉安装用孔的侧面因防滑钉50F的躯干部58F的尖锐的角而受到损伤。
在此情况下，在略多边形形状的至少1边上，边凹陷而形成凹部58b便可。当然，略多边形形状的一部分的边或是所有的边，即在2条边、3条边、4条边、5条边、6条边等上，边凹陷而形成多个凹部58b也可。通过形成凹部54b，可增大躯干部58F的每单位体积的表面积，且可增大与胎面部的胎面橡胶构件18之间的接触面积，且可增加约束防滑钉50F动作的摩擦力。此外，通过在凹部58b上插入胎面橡胶构件18，可抑制相对于与方向X平行的防滑钉50F的中心轴的旋转运动。
躯干部58F被安装到轮胎10时，以将上端面58a同胎面几乎同样高度地露出的状态下，埋设在胎面橡胶构件18内。
根据本实施方式，能获得与第5实施方式所涉及的防滑钉50E一样的效果，与此同时，可抑制以平行于埋设基部52F的方向X的轴为中心的旋转运动，并可减少防滑钉50F从胎面部脱落的现象。
此外，如图11所示，凹部54b、凹部58b和凹部60c，优选设置为，相对于防滑钉50F的中心轴，配置在同一方向上。
[实验例]
为了确认本实施方式的防滑钉的效果，将以下的比较例和实施例1～9中的防滑钉，安装在图1、图2所示的轮胎10上。将顶端部60的顶端面60a的面积S1均设为4.0mm2，将从埋设基部52的上端面58a到顶端面60a的高度均设为1.2mm。埋设基部52的形状设为相同的，即图3、图7、图10的形状。
接着，将上述轮胎10安装在乘用车上，代表冰上性能而调查冰上制动性能，与此同时，调查了防滑钉的耐脱落性即难脱落度。
所制作的轮胎的轮胎尺寸，采用205/55R16。乘用车使用的是排气量为2000cc的前轮驱动的轿车型乘用车。轮胎的内压条件，前轮、后轮均为230(kPa)。对于各轮胎的荷载条件，将前轮荷载设为450kg重，将后轮荷载定设为300kg重。
在比较例和实施例1～6中，通过改变顶端部与埋设基部之间的连接部分的截面面积S2，来改变S2/S1。
〔比较例〕
比较例的防滑钉，采用的是图5所示的圆筒形状顶端部。即，将顶端面的形状设为圆形，以下，将顶端面的形状称为“顶端的形状”。此外，设为S2/S1＝1.00。
〔实施例1～9〕
如图3所示，实施例1～9使用的是圆锥体形状的顶端部。即，将顶端面的形状设为圆形，以下，将顶端面的形状称为“顶端的形状”。
S2/S1在实施例1中设为1.10；在实施例2中设为1.25；在实施例3中设为1.50；在实施例4中设为2.50；在实施例5中设为3.00；在实施例6中设为3.25；在实施例7中设为6.50；在实施例8中设为7.00；在实施例9中设为7.5。
〔实施例10～12〕
在实施例10～12中，将S2/S1固定为2.00，变更了顶端的形状。即，在实施例10中，如图3所示，将顶端的形状设为圆形；在实施例11中，如图7所示，将顶端的形状设为四角形；在实施例12中，如图10所示，将顶端的形状设为十字形状。在实施例11中，将防滑钉安装在胎面部上，使一对倾斜侧面60b的方向成为轮胎周向。在实施例12中，将防滑钉安装在胎面部上，使任意一个一对倾斜侧面60b的方向成为轮胎周向。
〔冰上制动性能〕
冰上制动性能是多次即5次测定从行驶速度40km/时开始，以一定的力将制动踏板踩入到最深位置，直至乘用车停止为止的距离即制动距离，并算出了测定值的平均值。
以比较例中的制动距离的测定值的平均值的倒数为基准，即作为指数100，对上述制动距离的测定值的平均值的倒数进行了指数化。
结果如表1、表2所示。
〔防滑钉的耐脱落性〕
关于防滑钉的耐脱落性，求出了车辆在包括沥青路面或混凝土路面在内的干燥路面上，行驶了1000km后的，相对于已安装的全部防滑钉数量的残留在胎面部上的防滑钉数量之比例。
以比较例中所残留的防滑钉的数量之比例为基准，即作为指数100，对上述所残留的防滑钉的数量之比例进行了指数化。
结果如表1～表3所示。
[表1]
| 比较例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| S2/S1 | 1.00 | 1.10 | 1.25 | 1.50 | 2.50 | 3.00 | 3.25 |
| 顶端的形状 | 圆形 | 圆形 | 圆形 | 圆形 | 圆形 | 圆形 | 圆形 |
| 冰上性能 | 100 | 105 | 113 | 112 | 111 | 110 | 109 |
| 耐脱落性 | 100 | 102 | 106 | 108 | 112 | 115 | 110 |
[表2]
| 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | |
| S2/S1 | 6.50 | 7.00 | 7.50 |
| 顶端的形状 | 圆形 | 圆形 | 圆形 |
| 冰上性能 | 108 | 106 | 102 |
| 耐脱落性 | 108 | 107 | 105 |
[表3]
通过表1、表2的比较例、实施例1～9的比较，可得知通过设为S2/S1>1，冰上制动性能得到提高，与此同时，防滑钉的耐脱落性得到提高。特别是，通过设为1.25≤S2/S1≤7.00，可进一步提高冰上制动性能和防滑钉的耐脱落性，通过设为1.25≤S2/S1≤3.00，可更进一步提高冰上制动性能和防滑钉的耐脱落性。
此外，通过表3的实施例10～实施例12的比较，可得知与将顶端的形状设为圆形时相比，设为四角形时的冰上制动性能和防滑钉的耐脱落性得到提高，且得知与将顶端的形状设为四角形时相比，设为十字形状时的冰上制动性能和防滑钉的耐脱落性得到进一步提高。
以上，对本发明所涉及的防滑钉和充气轮胎进行了详细说明，但是，本发明所涉及的充气轮胎并不仅限于上述实施方式，在不超越本发明主旨的范围内，可进行各种改进和变更。
Claims (4)
1.一种充气轮胎，将防滑钉安装在胎面部的防滑钉安装用孔内，其特征在于，
所述防滑钉具有：埋设基部，所述埋设基部构成为，在向一个方向延伸，且埋设在所述防滑钉安装用孔内之后，通过从所述防滑钉安装用孔的侧面进行按压，将所述防滑钉固定在所述胎面部上；和
顶端部，所述顶端部构成为，与所述埋设基部延伸的一个方向的端部相连接，在所述埋设基部被埋设在所述防滑钉安装用孔内的状态下，从所述胎面部突出并与路面相接触，
所述顶端部具有：
垂直于所述埋设基部的延伸方向的顶端面，
倾斜侧面，从所述顶端面向所述埋设基部延伸，与所述顶端面所成的角为钝角，和
与所述倾斜侧面相邻、从所述顶端面以及所述倾斜侧面向所述埋设基部延伸、与所述顶端面垂直的侧面，
所述埋设基部与所述顶端部之间的连接部分的，与所述埋设基部的延伸方向正交的平面所形成的截面面积，与所述顶端面的面积相比较大，
所述顶端面为长方形形状，所述倾斜侧面从所述顶端面的对向的2边向所述埋设基部延伸，所述垂直的侧面从所述顶端面的另外的对向的2边向所述埋设基部延伸，
所述防滑钉以所述顶端部的长边方向与轮胎周向一致的方式被安装在所述防滑钉安装用孔。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述埋设基部，从所述顶端部一侧开始依次具备：躯干部；与所述躯干部相比，最大外径较小的柄部；以及，与所述躯干部及所述柄部相比，最大外径较大的底部，
所述躯干部在外周侧面上，具有多个凹部。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
相对于所述顶端面的面积S1的所述连接部分的所述截面面积S2的面积比例S2/S1为1.25以上且7.5以下。
4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
所述倾斜角度为30～60度。
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