JPH1053009A

JPH1053009A - タイヤ用スパイクピン

Info

Publication number: JPH1053009A
Application number: JP8211653A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Kobayashi; 和行小林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1998-02-24
Anticipated expiration: 2016-08-09
Also published as: JP3102552B2

Abstract

(57)【要約】【課題】道路損傷、騒音等の問題がなく、耐久性に優
れているととも十分な滑り防止機能を発揮するタイヤ用
スパイクピンを提供する。【解決手段】シャンク２は、アラミッド繊維又はポリ
アリレート繊維含有率10〜40％の繊維強化ポリカーボネ
ート樹脂製である。チップ５は硬質ゴム製又はセラミッ
ク製のチップ５をアラミッド繊維又はポリアリレート繊
維含有率10〜40％の繊維強化である。このチップ５をシ
ャンク２の中心部の貫通孔３に嵌入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ用スパイク
ピンに関し、特に道路損傷、騒音等の問題がなく、耐久
性に優れたタイヤ用スパイクピンに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、雪路用自動車タ
イヤに使用されているスパイクピンは、中央部に円錐形
状の穴を有する炭素鋼製のシャンクと、前記シャンクの
穴にその円錐台形部分を圧入した超硬合金もしくは硬化
処理した鋼製のチップとからなるものが用いられてき
た。しかしながら、このスパイクピンを装着したタイヤ
で積雪のない道路を走行した場合には、道路の損傷が激
しく粉塵公害の原因となり、また騒音も大きいものとな
っていた。

【０００３】このような問題点を解決するものとして特
開昭５９−１７１７０５号公報には、円錐台形部分を有
する超硬合金または硬化処理鋼製のチップの円錐台形部
分を、中心部に穴を有するガラス繊維含有率20〜40％の
ガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂製シャンクの穴に
圧入してなるスノースパイクが開示されている。また、
特開昭６２−１３９７０３号公報には、円錐台形部分を
有する超硬合金または硬化処理鋼製のチップの円錐台形
部分を、中心部に穴を有するカーボン繊維含有率10〜30
％のカーボン繊維強化ポリカーボネート樹脂製シャンク
の穴に圧入してなるスノースパイクが開示されている。
しかしながら、このようなガラス繊維あるいは炭素繊維
強化ポリカーボネート樹脂製のシャンクに超硬合金また
は硬化処理鋼製のチップを圧入してなるスノースパイク
では、シャンクの耐摩耗性及び強度が十分でないため、
シャンクが摩耗したりクラックが生じたりしやすく、こ
れによりチップが抜けたり、倒れたりしやすいという問
題点があった。また、超硬合金または硬化処理鋼製のチ
ップにより、やはり道路の損傷や騒音を引き起こすとい
う問題点があった。

【０００４】このような金属製スパイクピンによる粉塵
や騒音の問題が社会的にも大きく採り上げられるように
なり、金属製のシャンク及びチップを用いたスパイクピ
ンはその製造、販売及び使用が、実質的に禁止されるよ
うになった。

【０００５】このため、最近では樹脂製のスパイクピン
が種々提案されている。特開平５−２３８２１３号公報
には、硬質ゴムで成形したスパイクピンの側周に保護膜
を設け、この保護膜の外側に間隙を設けるようにしてタ
イヤに装着するゴム製のスパイクピンが開示されてい
る。また、特開平７−１９２０号公報には、砂、セラミ
ック粒、繊維強化樹脂粒などの硬質微小部材と天然ゴム
あるいは合成ゴムなどのゴム部材と、シリコン系樹脂と
の混合物からなるスパイクピンが開示されている。さら
に、実開昭６３−８２６０５号公報には、炭化珪素ウイ
スカーなどのウイスカーで強化した合成樹脂からなるス
パイクピンが開示されている。

【０００６】このような合成樹脂製のスパイクピンを用
いることにより、道路の損傷が防止されるようになった
が、合成樹脂製のスパイクピンは、耐摩耗性に劣るため
摩耗が激しく、また、機械的強度も十分でないためクラ
ックなどが生じやすいものであり耐久性が十分でないと
いう問題点があった。さらに、滑り防止機能も必ずしも
十分でないという問題点があった。

【０００７】本発明は上記課題に基いてなされたもので
あり、道路損傷、騒音等の問題がなく、耐久性に優れて
いるとともに十分な滑り防止機能を発揮するタイヤ用ス
パイクピンを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のタイ
ヤ用スパイクピンは、硬質ゴム製又はセラミック製のチ
ップをアラミッド繊維又はポリアリレート繊維含有率10
〜40％の繊維強化ポリカーボネート樹脂製のシャンクの
中心部に嵌入してなるものである。このような手段を採
用することにより、このタイヤ用スパイクピンをタイヤ
外周面と面一になるように装着して自動車で走行する
と、ゴム製のタイヤの接地部が弾性力により凹むことに
よりタイヤ用スパイクピンがその分突出する。そして、
チップが硬質ゴム製又はセラミック製であるので、樹脂
製のチップよりも良好な滑り止め効果を発揮することが
できる。しかも、硬質ゴム製又はセラミック製のチップ
は、合成樹脂と比べて耐摩耗性に優れているので、長期
間にわたって滑り止め効果を維持することができる。ま
た、チップが硬質ゴム製又はセラミック製であり、シャ
ンクが繊維強化ポリカーボネート樹脂製であるので、積
雪のない道路を走行しても道路損傷、騒音等などはほと
んど生じない。さらに、シャンクはアラミッド繊維又は
ポリアリレート繊維による繊維強化ポリカーボネート樹
脂製であるが、このアラミッド繊維あるいはポリアリレ
ート繊維は、高強度で耐摩耗性に優れているので、この
ような繊維で強化した樹脂からなるシャンクは、耐摩耗
性に優れており、その上機械的強度が大きいのでクラッ
クなどが生じにくく、この結果シャンクの摩耗や割損に
よりチップが抜けたり、倒れたりするのが抑制されるの
で、タイヤ用スパイクピンとしての耐久性が向上したも
のとなっている。

【０００９】また、請求項２のタイヤ用スパイクピン
は、前記チップがタイヤ挿着時においてタイヤの外周面
に向かって先細り状のテーパー角１〜３°の円錐台形部
分を有するものである。このような手段を採用すること
により、硬質ゴム製又はセラミック製のチップに荷重が
かかった場合、その荷重はチップの軸線方向に伝達さ
れ、ある程度タイヤに吸収されることになるので、アラ
ミッド繊維又はポリアリレート繊維による繊維強化ポリ
カーボネート樹脂製のシャンクに荷重がかかりにくいの
で、耐久性がさらに向上したものとなっている。

【００１０】

【発明の実施形態】以下、本発明のタイヤ用スパイクピ
ンの第１実施例について図１〜図５を参照して詳細に説
明する。タイヤ用スパイクピン１は、中心部に貫通孔３
を有し基端部にフランジ部４が形成されたシャンク２
と、このシャンク２に貫入されるチップ５とからなり、
前記貫通孔３は、基端から先端に向かって先細り状のテ
ーパー角（β）１〜３°の円錐台形となっている。ま
た、チップ５はフランジ部６と貫入部７とを有し、前記
貫入部７は前記貫通孔３と同じく基端から先端に向かっ
て先細り状のテーパー角（α）１〜３°の円錐台形部分
となっている。なお、前記貫通孔３は前記チップ５の貫
入部７よりも長さ方向に短く、両者の基端部の径は貫入
部７がわずかに大きくなるように形成されている。

【００１１】上述したようなシャンク２は、アラミッド
繊維又はポリアリレート繊維強化ポリカーボネート樹脂
製である。本発明において使用するアラミッド繊維又は
ポリアリレート繊維強化ポリカーボネート樹脂は、炭酸
と二価フェノールまたはグリコールとのポリエステル、
代表的にはビスフェノールＡとホスゲンとのとの反応に
より得られるポリカーボネート樹脂に、アラミッド繊維
あるいはポリアリレート繊維を混合したものである。

【００１２】前記アラミッド繊維は、同じ重量での対比
で鋼鉄の約５倍の強靭性と柔軟性とを有し、耐摩耗性な
どに優れた繊維であり、具体的にはケブラー（登録商標
デュポン社製）を用いることができる。また、ポリア
リレート繊維とは、基本的にはテレフタル酸及び／又は
イソフタル酸と二価フェノールとのポリエステル、代表
的にはテレフタル酸及び／又はイソフタル酸とビスフェ
ノールＡとの反応により得られるポリアリレート樹脂の
繊維であり、強靭で耐衝撃性が高く、耐熱性、薬品抵抗
性に優れた繊維であり、具体的にはベクトラン（商品
名）を用いることができる。上述したようなアラミッド
繊維あるいはポリアリレート繊維の含有率が10％未満で
はその配合による十分な耐摩耗性等の向上効果が得られ
ない一方、40％を超えてもそれ以上の耐摩耗性等の向上
効果が得られないばかりか、成形性が低下するため、そ
の含有率は10〜40％である。

【００１３】また、チップ５は、硬質ゴム製又はセラミ
ック製である。前記硬質ゴムは、タイヤのゴムよりも硬
質のものであれば特に制限はなく、エボナイト、クロロ
プレンゴム、ブチルゴムなどに一般のゴム用添加剤を適
宜配合したものを用いることができる。また、セラミッ
クとしては特に制限はなく、耐摩耗性に優れ硬度が大き
いものが望ましいことからジルコニアが好ましいが、路
面への損傷や、振動吸収性を考慮すると硬質ゴムを用い
るのが好ましい。

【００１４】上述したようなシャンク２及びチップ５か
らなる図２に示すようなタイヤ用スパイクピン１は、シ
ャンク２の貫通孔３に基端側からチップ５の貫入部７を
圧入し、シャンク２のフランジ部４にチップ５のフラン
ジ部６を突き当てチップ５の先端部５Ａを貫通孔３から
わずかに突出させることにより得ることができる。ま
た、シャンク２の形状の金型のキャビティ内にチップ５
をあらかじめ設置しておき、外キャビティ内に繊維強化
ポリカーボネート樹脂を射出することによりタイヤ用ス
パイクピン１を製造することもできる。

【００１５】次に前記構成につきその作用について説明
する。前記実施例のタイヤ用スパイクピン１を図３に示
すようにチップ５の先端部５Ａが自動車のタイヤ10の外
周面と同一面上となるように孔10Ａに打ち込む。このタ
イヤ用スパイクピン１のタイヤ10への打ち込みは、シャ
ンク２の外面に潤滑剤を塗布し、タイヤ10に形成した孔
10Ａに回転しながら捩じ込むか、あるいはシャンク２を
フランジ部４の手前までピンチ機構により把持し、この
ピンチ機構ごとタイヤ10に形成した孔10Ａに圧入した
後、該ピンチ機構を取り出すことによってもよい。

【００１６】このようにしてタイヤ用スパイクピン１を
打ち込んだタイヤ10を自動車に装着して走行した場合、
タイヤ10の回動により当該スパイクピン１の箇所が接地
するとタイヤ10はゴム製であるので、その接地箇所が弾
性力により凹むことになり、図４に示すようにスパイク
ピン１、特にチップ５の先端部５Ａがタイヤ10の外周面
よりも突出することになる。そして、このチップ５の先
端部５Ａが雪などに食い込むことにより滑り防止機能を
発揮することができる。特に、チップ５を硬質ゴム製と
したときには、ゴムによる大きな摩擦係数により優れた
滑り防止機能を発揮することができる。さらに、硬質ゴ
ムはシャンク２の素材である繊維強化ポリカーボネート
樹脂よりも耐摩耗性に優れているので、この滑り防止機
能を長期間にわたって発揮することができる。一方、チ
ップ５をセラミック製としたときには、高強度で硬度の
高いセラミック製のチップ５が雪路に食い込むことによ
り優れた滑り防止機能を発揮することができる。さら
に、セラミックはシャンク２の素材である繊維強化ポリ
カーボネート樹脂よりも耐摩耗性に優れているので、こ
の滑り防止機能を長期間にわたって発揮することができ
る。

【００１７】また、積雪のない道路を走行した場合に
は、スパイクピン１が路面11にじかに圧接することにな
る。このとき、まずシャンク２の縁部２Ａが路面11に当
たるが、シャンク２はポリカーボネート樹脂製であるの
で、路面を損傷することがほとんどない。しかも、この
ポリカーボネート樹脂はアラミッド繊維又はポリアリレ
ート繊維で強化したものであり、このアラミッド繊維又
はポリアリレート繊維は、ガラス繊維や炭素繊維などと
比較して高強度で靭性及び耐摩耗性に優れているのでシ
ャンク２の摩耗も少なく、またクラックなども生じにく
くなっている。その後チップ５が路面に当たるが、この
チップ５は硬質ゴム製又はセラミック製であるので、超
硬合金または硬化処理鋼製のチップと比べて路面を損傷
しにくくなっている。特にチップ５を硬質ゴム製とする
ことにより、路面の損傷をほとんどなくすことができ
る。さらに、チップ５を硬質ゴム製とすることにより、
路面11とスパイクピン１との圧接時の衝撃や振動を吸収
するという効果も奏する。

【００１８】また、本実施例においては、チップ５の貫
入部７は基端から先端に向かって、すなわちタイヤ10の
外周面に向かって先細り状のテーパー角（α）１〜３°
の円錐台形部分となっているので、図４に示すようにチ
ップ５の先端に荷重Ｐ１がかかって、チップ５が深くま
で入り込もうとすると、この際の圧力Ｐ２はタイヤ１０
の内面側に伝達され、外側のシャンク２にはほとんど伝
達されない。このためシャンク２に余分な荷重がかかる
ことがなく、クラックなどが生じにくくなっている。し
かも、このようなテーパー角（α）とすることにより、
チップ５がシャンク２中で折れたとしても抜けにくいと
いう効果も有する。これに対し、図５に示すようにチッ
プ５の貫入部７が基端から先端に向かって広がるような
テーパ状であるとするとチップ５の先端に荷重Ｐ１がか
かって、チップ５が深くまで入り込もうとすると、この
際の圧力Ｐ２はシャンク２の貫通孔３を拡大する方向に
も加わるためシャンク２にクラックなどが生じやすくな
ることになる。

【００１９】上述したような本実施例のタイヤ用スパイ
クピン１は、硬質ゴム製又はセラミック製のチップ５を
アラミッド繊維又はポリアリレート繊維含有率１０〜40
％の繊維強化ポリカーボネート樹脂製のシャンク２の中
心部の貫通孔３に嵌入してなるものであるので、合成樹
脂製のチップよりも良好な滑り止め効果を発揮すること
ができる。しかも、硬質ゴム製又はセラミック製のチッ
プ５は、合成樹脂と比べて耐摩耗性に優れているので、
長期間にわたって滑り止め効果を維持することができ
る。また、チップが硬質ゴム製又はセラミック製であ
り、シャンク２が繊維強化ポリカーボネート樹脂製であ
るので、積雪のない道路を走行しても道路損傷、騒音等
などはほとんど生じない。さらに、シャンク２はアラミ
ッド繊維又はポリアリレート繊維による繊維強化ポリカ
ーボネート樹脂製であるので、耐摩耗性に優れており、
その上機械的強度が大きいのでクラックなどが生じにく
く、この結果シャンクの摩耗や割損によりチップが抜け
たり、倒れたりするのが抑制されるので、タイヤ用スパ
イクピン１の耐久性が向上したものとなっている。特
に、チップ５がタイヤ挿着時においてタイヤ10の外周面
に向かって先細り状のテーパー角（α）１〜３°の円錐
台形部分を有するものであるので、硬質ゴム製又はセラ
ミック製のチップ５に荷重がかかった場合でも、その荷
重はチップ５の軸線方向に伝達され、タイヤ10に吸収さ
れることになるので、シャンク２に荷重がかかりにくい
ので耐久性がさらに向上したものとなっている。

【００２０】本実施例のタイヤ用スパイクピン１を装着
したタイヤ10は積雪がなくても路面を損傷することがな
く、騒音が小さく、耐久性に優れているので、冬季に限
らず一年中走行しても違和感がない。特にチップ５を硬
質ゴム製とすることにより振動及び衝撃の吸収効果が発
揮されるため好ましい。上述したようなタイヤ用スパイ
クピン１は、普通乗用車に限らず、貨物運送用の車両な
どにも好適であり、適用する車両に応じてシャンク２の
径などを適宜変更すればよい。

【００２１】以上、本発明を添付図面を参照して説明し
てきたが、本発明は前記第１実施例に限定されず、本発
明の思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば図６に示すように第１実施例において、貫通孔３
及び貫入部７をストレートに形成したものであってもよ
い。さらには、図７に示すようにシャンク２に貫通孔３
ではなく基端から先端に向かって広がるようなテーパ状
の穴部３Ａを形成するとともにチップ５を基端から先端
に向かって広がるようなテーパ状の棒材としてもよい。

【００２２】

【実施例】以下の具体的実施例により本発明をさらに詳
細に説明する。

【００２３】実施例１，２及び比較例１，２アラミッド繊維（ケブラー（登録商標））含有率３０％
のポリカーボネート樹脂を用いて図１に示すようなシャ
ンク２を射出成形により製造した。なお、貫通孔３のテ
ーパー角（β）は約２°であった。また、貫入部７のテ
ーパー角（α）が２°の図１に示すような硬質ゴム製の
チップ５を製造した。このようにして得られたシャンク
２の基端側からチップ５を圧入しタイヤ用スパイクピン
（実施例１）を作製した。また、アラミッド繊維の代わ
りにポリアリレート繊維（ベクトラン（商品名））を用
いた場合（実施例２）、ガラス繊維を用いた場合（比較
例１）についても同様にタイヤ用スパイクピンを作製し
た。

【００２４】さらに、チップとして硬質ゴムの代わりに
ガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂を用いてタイヤ用
スパイクピン（比較例２）を作製した。

【００２５】このようにして得られたスパイクピンを、
タイヤ１個当たり８８本打ち込んで無雪状態で２０００
キロの走行試験を行ったところ、実施例１及び２のタイ
ヤ用スパイクピンは、シャンク２及びチップ５のいずれ
の摩耗も少なく、全てのスパイクピンの破損、抜けなど
が認められなかったのに対し、シャンク２をガラス繊維
強化ポリカーボネート樹脂で形成した比較例１のスパイ
クピンでは、シャンク２の摩耗が激しくこのため中心部
のチップ５が抜けたり、倒れたりしているのが認められ
た。さらに、チップ５をもガラス繊維強化ポリカーボネ
ート樹脂で形成した比較例２のスパイクピンは、シャン
ク２及びチップ５の摩耗が激しく耐久性に劣るものであ
った。

【００２６】なお、実施例１、２及び比較例１のスパイ
クピンを装着したタイヤは、比較例２のスパイクピンを
装着したタイヤと比較して振動及び騒音が少なく、通常
のタイヤに近い乗り心地であった。これは、チップ５を
硬質ゴム製としたためであると考えられる。

【００２７】実施例３，４実施例１及び２において、硬質ゴム製のチップの代わり
にジルコニアセラミック製のチップを用いた以外は同様
にしてそれぞれスパイクピンを作製した（実施例３，
４）。このようにして得られたスパイクピンを、タイヤ
１個当たり８８本打ち込んで無雪状態に２０００キロの
走行試験を行ったところ、シャンク２及びチップ５のい
ずれの摩耗も少なく、全てのスパイクピンの破損、抜け
などが認められなかった。

【００２８】

【発明の効果】本発明の請求項１のタイヤ用スパイクピ
ンは、硬質ゴム製又はセラミック製のチップをアラミッ
ド繊維又はポリアリレート繊維含有率10〜40％の繊維強
化ポリカーボネート樹脂製のシャンクの中心部に嵌入し
てなるものであるので、硬質ゴム製又はセラミック製の
チップにより良好な滑り止め効果を発揮することができ
る。しかも、硬質ゴム製又はセラミック製のチップは耐
摩耗性に優れているので長期間にわたって滑り止め効果
を維持することができる。また、金属を使用していない
ので、道路損傷、騒音等などはほとんど生じない。さら
に、シャンクがアラミッド繊維又はポリアリレート繊維
による繊維強化ポリカーボネート樹脂製であるので、耐
摩耗性に優れており、その上機械的強度が大きいので、
クラックなどが生じにくく、またシャンクの摩耗により
チップが抜けたり、倒れたりするのが抑制されるので、
タイヤ用スパイクピンとしての耐久性が向上したものと
なっている。

【００２９】また、請求項２のタイヤ用スパイクピン
は、前記チップがタイヤ挿着時においてタイヤの外周面
に向かって先細り状のテーパー角１〜３°の円錐台形部
分を有するものであるので、硬質ゴム製又はセラミック
製のチップに荷重がかかった場合、その荷重はチップの
軸線方向に伝達され、ある程度タイヤに吸収されること
になるので、アラミッド繊維又はポリアリレート繊維に
よる繊維強化ポリカーボネート樹脂製のシャンクに荷重
がかかりにくいので、耐久性がさらに向上したものとな
っている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるタイヤ用スパイクピ
ンを示す分解斜視図である。

【図２】前記実施例のタイヤ用スパイクピンを示す断面
図である。

【図３】前記実施例のタイヤ用スパイクピンを装着した
状態を示す断面図である。

【図４】前記実施例のタイヤ用スパイクピンの使用状態
を示す断面図である。

【図５】前記実施例との比較例であるタイヤ用スパイク
ピンの使用状態を示す断面図である。

【図６】本発明の第２実施例によるタイヤ用スパイクピ
ンを示す断面図である。

【図７】本発明の第３実施例によるタイヤ用スパイクピ
ンを示す断面図である。

【符号の説明】

１タイヤ用スパイクピン２シャンク３貫通孔４フランジ部５チップ６フランジ部７貫入部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硬質ゴム製又はセラミック製のチップを
アラミッド繊維又はポリアリレート繊維含有率10〜40％
の繊維強化ポリカーボネート樹脂製のシャンクの中心部
に嵌入してなることを特徴とするタイヤ用スパイクピ
ン。
【請求項２】前記チップがタイヤ挿着時においてタイ
ヤの外周面に向かって先細り状のテーパー角１〜３°の
円錐台形部分を有することを特徴とする請求項１記載の
タイヤ用スパイクピン。