JPH0411407B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の目的 〔産業上の利用分野〕 この発明は車輌が氷雪路等を走行する場合に使
用するスパイクタイヤのスパイクピンの構造に関
するものである。

〔従来の技術〕

車輌が積雪路等を走行する場合に、タイヤのス
リツプを防止するためにタイヤの踏面から複数の
スパイク（鋲）が突出しているスパイクタイヤを
使用することが従来から知られている。

従来のスパイクタイヤは、スノータイヤにスパ
イクを打込み、タイヤ表面より1.5〜2.0mm程度突
出させた構造を持つものである。スパイクの先端
には、耐摩耗性のため、超硬合金等からなるチツ
プが通常取付けられている。

従来のスパイクタイヤは、このような構造を持
つため、氷雪のない路面上では、このスパイクに
より路面が削られ、大気中に粉塵となつて飛散
し、公害問題を引き起こしている。この対策とし
て、現在は、スパイクの突出量を1.0〜1.5mmへ低
下させることや、あるいはスパイクの本数を154
本／タイヤ１本当りから122本／タイヤ１本当り
に低下させること等が行なわれているが、公害問
題の本質的解決とはならず、かつ、一方において
氷雪路面上でのタイヤの性能の低下をひき起こす
可能性があり、安全上からも問題があると考えら
れている。また、近年、路面の情況に応じてスパ
イクを出し入れすることも考えられているが、こ
れらの従来から考えられているスパイクピンは構
造が極めて複雑で、かつスパイクピンの出し入れ
になんらかのアクチユエータ（例えば、空気圧ア
クチユエータ、電気的アクチユエータ）を必要と
し、形状が大型化しかつ価格が高価になり、実用
化されていない。

これらのことから、路面を削りとらず、かつ氷
雪路面上におけるタイヤの性能を維持することが
でき、形状が小型で、価格が低廉であり、かつ動
作の迅速、確実なスパイクタイヤの開発が望まれ
ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本願発明者は先に、昭和61年特許願第73141号
（特開昭62−227805号）によつて、このようなス
パイクタイヤを提案した。この提案されたスパイ
クタイヤは温度変化に応じて硬さが変化する緩衝
材を使用して、スパイクピンの出し入れ動作を制
御するものであるが、温度変化に対する応答速度
が小さいことが問題になつており、スパイクの出
し入れ動作を更に迅速かつ確実にすることが望ま
れている。

この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたも
のであつて、路面状況に応じてタイヤ表面より出
入れすることが可能で、これによつて、路面の削
りとりを大幅に低減させ、かつ、氷雪路面上にお
けるタイヤの性能を低下させることもなく、か
つ、重要な点として、特に構造が簡単で動作の迅
速・確実なかつ価格の低廉なスパイクピンを提供
することを目的とするものである。

(ロ) 発明の構成 〔問題を解決するための手段〕 この目的に対応して、この発明のスパイクピン
は、上端に軸方向に突出したエツジを有する上下
端開放の筒状部と該筒状部の下端から外側に張出
すフランジ部とを一体に形成したピン本体と、環
状体をなし前記ピン本体の中心と同心状に前記ピ
ン本体の下端に保持されて取付けられている緩衝
材とを備え、該緩衝材は温度が高いときには硬さ
が小さく、温度が低いときには硬さが大きい材料
からなる粒子を弾性材料からなる基材中に分散さ
せてなる粒子分散系材料からなりかつ前記環の内
周面と外表面とを貫通する多数の細孔を有し、前
記筒状部は前記フランジ部上方において前記筒状
部の壁を貫通する複数の孔を周上に分散して有
し、前記フランジ部は周辺部に間欠状に立下がつ
た複数の爪を有し、前記複数の爪が前記緩衝材を
前記保持していることを特徴としている。

以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面に
ついて説明する。

第１図及び第２図において、１はスパイクピン
１である。

スパイクピン１は、第２図に示すようにピン本
体２と緩衝材３とからなり、第１図に示すように
タイヤ４の踏面５の近傍に植込んで使用するもの
である。

ピン本体２は、第３図，第４図，及び第５図に
詳細に示すように、例えばスチール等の金属によ
り、筒状部６とフランジ部７とを一体に形成され
る。

筒状部６は上下端開放の四角筒状をなし、上端
にエツジ８を有する。エツジ８は、筒状部６の軸
１１方向先端に突出して形成され、例えば前記四
角筒の対向する一組の壁の中央部が各々高くなる
ように両端部と他の一組の壁とを一緒に斜めにカ
ツトした形状に形成する。但し、ここで筒状部６
を四角筒状としたのはタイヤにスパイクピンを植
込んで使用した場合にスパイクピンが回転するこ
とを防止するためには筒状部６が円筒状よりも四
角筒状の方が有効であると考えられるからである
が、スパイクピンの回転がそれほど多く考えられ
ない場合は筒状部６は円筒状でもよい。

フランジ部７は筒状部６の下端から水平に外側
に張出し、平面視、ほぼ筒状部６と同心の相似四
角形状等の形をなす。フランジ部７の周辺部には
間欠状に立下つた複数の爪１２を有し、爪１２は
ほぼその肉厚t₁だけ外側に張出してから前記立下
り、従つてピン本体２の平面視輪郭は、爪１２の
部分ではフランジ部７の四角形の輪郭線７ａ（第
５図）より外側にt₁だけ突出し爪１２のない部分
が相対的に凹部１３をなし、多数の凹凸を繰返し
つつ一周する形状をなす。複数の爪１２は共働し
て緩衝材３を保持する。

また、筒状部６はフランジ部７の直上位置にお
いて内外を貫通する複数の孔１４を有する。

緩衝材３は、温度変化に応じて硬さが変化する
材料からなり、第６図に示すように、平面視フラ
ンジ部７とほぼ同じ輪郭をなす角環状をなし、フ
ランジ部７の下面に接して筒状部６と同心状に取
付けられ、爪によつて保持されておりその内部空
間１９はピン本体２の内部空間２０と連接して一
続きの上下端の開いた流通路２１を形成する。

緩衝材３を構成する材料としては、ゴムの如き
弾性材料でなる基材に、ポリ酢酸ビニルのような
温度が高い時には硬度が小さく温度が低い時には
硬度が大きい材料でなる粒子を分散系材料を用い
ることができる。例えば、この緩衝材としてはフ
タル酸ジメチルを軟化剤として加えたポリ酢酸ビ
ニルの微粒子を通常のタイヤゴムより若干軟らか
いゴムの中へ20％分配置したものが適当である。
この緩衝材は０℃〜17℃で約４倍の硬さの変化が
あり、17℃では軟らかくてスパイクピンの突出力
を弱めて路面の損傷を軽減し、０℃では硬くなつ
てスパイクピンの突出力を保持し、氷雪路面にお
けるスパイクピンの性能を発揮させる。分散系材
料は粒子を冷却粉砕して混入したり、マイクロカ
プセル状にして混入することによつて得ることが
できる。更に緩衝材３は内部に前記角環の内周面
１５と外表面例えば外周面１６とを貫通する多数
の細孔１７を有する。これらの細孔１７は、車輌
の走行路面が非氷雪路面から氷雪路面に、若しく
はその逆に変化したとき、その路面状況に応じた
温度変化を緩衝材３に迅速に伝える目的で形成す
るものであり、緩衝材３の内部のなるべく多くの
部分が外周面１６に開口する細孔１７の貫通する
ところとなるように構成することが望ましい。

このような緩衝材３の作り方としては、例えば
まず、前記粒子分散系材料を溶融状態で箱状の型
に流し込み、この型には１つの水平な方向２２に
平行な多数の細い棒（図示せず）を差し渡し、こ
れらの棒には離型剤を使用して、固化後これらの
棒を抜き去り板状の多孔性材料１８を成形し（第
７図）、次に第６図に示す緩衝材３の形状に切り
出せばよい。

緩衝材３の硬度、厚みt₂、エツジ８の踏面５か
らの突出高さｈは、タイヤ４の硬さ、車輌の荷
重、その他の条件を勘案して適宜な値を選択する
ものとする。緩衝材の細孔の径は、緩衝材の全体
の大きさから考えて１mm弱、細孔の密度は、隣接
の細孔との距離を1.5〜２mmとするのが適当と考
えられる。緩衝材の厚みは通常のタイヤでは筒状
部６の高さの半分程度である。

〔作用〕 このように構成されたスパイクピン１をタイヤ
４の踏面５の近傍に多数植込み、ススパイクタイ
ヤ４ａを構成することができる。

タイヤ４の踏面５にスパイクピン１を植込む場
合は、タイヤ４を成型する時に金型をタイヤ４の
踏面に鋳込み、その成型の後、金型をタイヤの踏
面から引き抜いて、スパイクピンを装着するため
の穴を形成する。このとき、金型として頭部が径
の大きなものを使用すれば、スパイクタイヤの穴
は基部の径が大きなものが形成される。この穴に
スパイクピン１を打ち込む。スパイクタイヤの穴
の径とスパイクピンの爪１２の外径との寸法差に
より穴が押し拡げられて隙間２３が形成される。

スパイクタイヤ４ａが無雪期のアスフアルト路
面等を走行するときは、環境の温度やピン本体２
から伝達される摩擦熱によつて緩衝材３の温度が
上昇し、緩衝材３の硬度は小さい。従つて、軸１
１方向の荷重により緩衝材３は変形し、エツジ８
は踏面５から引込み、路面を傷付けることはな
い。

スパイクタイヤ４ａが氷雪路面に進入すると、
路面の氷雪が内部空間２０内に入る。この氷雪は
周辺から伝達される摩擦熱によつて融けて冷水と
なり、流通路２１により内部空間１９に入る。こ
の状態でスパイクピン１が路面に接地して踏面５
のタイヤゴムから軸１１方向の荷重を受けると、
緩衝材３が圧縮されて細孔１７内の空気が排除さ
れ、スパイクピン１が路面から離れるとき圧縮さ
れていた緩衝材３が復元し、前記冷水が細孔１７
内に入る。これにより緩衝材３に氷雪路面の低温
を迅速に伝える。

緩衝材３の内周面５には全周にわたつて外周面
１６に通ずる細孔１７が開口しており、緩衝材３
への伝熱効果は大である。

次にスパイクピン１が接地したとき、圧縮した
緩衝材３の細孔１７からは当初より昇温した水が
排出され、外周面１６とタイヤゴム４との隙間２
３に入り、更に爪１２相互の間の凹部１３がタイ
ヤゴムとの間につくる隙間を通つて、フランジ部
７の上面に伝わり、孔１４から内部空間２０を経
て路面に排出される。フランジ部７の上面では水
圧や振動で部分的にタイヤ４とフランジ部７とが
離れて隙間を生じる。スパイクタイヤ４ａが路面
から離れる時、新たに冷水が細孔１７内に吸収さ
れる。

このように、スパイクピン１内に冷水吸収−冷
却−排出のサイクルが形成され、緩衝材３には氷
雪路面の環境温度が極めて迅速に伝わり、緩衝材
３の温度が急速に下がり、緩衝材３は硬化する。
これに従つてエツジ８が踏面５より突出し、スパ
イクタイヤ１のスリツプを防止する。エツジ８が
引掻いた氷片は内部空間２０内にたまり融けて冷
水となつて前記の如く循環し緩衝材３を冷却する
ので、エツジ８は突出したまま保たれる。

以上に説明したスパイクピン１では緩衝材３の
細孔１７は軸１１に対し水平に形成されまた細孔
１７の方向は緩衝材３の対角線の方向としたが、
必ずしもそうする必要はない。緩衝材３の内部の
なるべく多くの部分を貫通して内周面１５と外表
面とを結ぶ細孔により内部空間１９内の冷水が、
フランジ部７の上面から孔１４に環流し得るよう
に、細孔１７を形成すればよい。

(ハ) 発明の効果 以上の説明から明らかな通り、この発明によれ
ば、路面状況に応じてタイヤ表面よりの出入れす
ることが可能で、これによつて、路面の削りとり
を大幅に低減させ、かつ、氷雪路面上におけるタ
イヤの性能を低化させることもなく、かつ、重要
な点として、特に構造が簡単で動作が更に迅速・
確実なかつ価格の低廉なスパイクピンを得ること
ができる。ピン本体の筒状部から入つた氷雪及び
解けた水が細孔を通して緩衝材内部に入り込んで
緩衝材の冷却性能を向上させ、緩衝材の温度応答
性を向上させる。また、筒状部に孔１４を設けた
ことにより、緩衝材から排出された冷却水がスパ
イクピン６の外周を伝わつて上部を出るよりもた
やすく排出されるため、緩衝材内の冷却水の交換
が一層良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わるスパイク
ピンを植込んだタイヤを示す縦断面図、第２図は
第１図に示すスパイクピンを示す正面図、第３図
は第２図に示すスパイクピンのピン本体を示す図
であつて第２図における−部断面図、第４図
は第３図に示すピン本体の平面図、第５図は第３
図に示すピン本体の底面図、第６図は第１図に示
すスパイクピンの緩衝材を示す斜視説明図、及び
第７図は第６図に示す緩衝材の作り方の一例を示
す斜視説明図である。 １…スパイクピン、２…ピン本体、３…緩衝
材、４…タイヤ、５…踏面、６…筒状部、７…フ
ランジ部、８…エツジ、１１…軸、１２…爪、１
３…凹部、１４…孔、１５…内周面、１６…外周
面、１７…細孔、１８…多孔性材料、１９…内部
空間、２０…内部空間、２１…流通路、２２…方
向、２３…隙間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上端に軸方向に突出したエツジを有する上下
   端開放の筒状部と該筒状部の下端から外側に張出
   すフランジ部とを一体に形成したピン本体と、環
   状体をなし前記ピン本体の中心と同心状に前記ピ
   ン本体の下端に保持されて取付けられている緩衝
   材とを備え、該緩衝材は温度が高いときには硬さ
   が小さく、温度が低いときには硬さが大きい材料
   からなる粒子を弾性材料からなる基材中に分散さ
   せてなる粒子分散系材料からなりかつ前記環の内
   周面と外表面とを貫通する多数の細孔を有し、前
   記筒状部は前記フランジ部上方において前記筒状
   部の壁を貫通する複数の孔を周上に分散して有
   し、前記フランジ部は周辺部に間欠状に立下がつ
   た複数の爪を有し、前記複数の爪が前記緩衝材を
   前記保持していることを特徴とするスパイクピ
   ン。