JPS5844483B2 - スパイクタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、空気入りスノータイヤのタイヤトレッド表
面にスタッドを打設したいわゆるスパイクタイヤの構成
に関し、従来から比較的寿命が短い点が欠点であるスパ
イクタイヤを、長寿命を保つものにして連行経費の節減
に役立たせようとするものである。

従来よりスパイクタイヤの寿命が短くなる主な原因は、
高速走行に伴うタイヤの発熱にあることは、周知のとお
りである。

すなわち、タイヤの構成材料であるゴム・コードは高分
子粘弾性物質であって、熱伝導率が極めて低く、高速走
行時のススタンディング・ウェーブなどタイヤの変形に
よる歪エネルギーの一部は熱に変換され、タイヤ内部に
蓄積される。

そして発熱温度が１２５℃以上になると、ヒート・セパ
レーション、コード切れなどの故障を発生するとされる
。

とくに、スパイクタイヤは、走行時のタイヤ変形に対し
ゴムはその弾性で変形を復元するが、スタッドを打設す
ると、第４図で述べるようにタイヤの剛性が増加すると
ともに、スタッドはタイヤの変形に伴う運動には全く対
応できず、そのためスタッドを挟持しているゴム部とス
タッドとの間に繰り返し起きる滑り運動によって、摩擦
熱を発生する。

さらに、スタッド自身も接地の際に路面と強く接触する
ことによって摩擦熱を発生し、これが上記の摩擦熱に加
わってタイヤは一層高い温度になる。

第４図は現在市販されているスパイクタイヤのトレッド
パターンの一部を例示する展開図であるが、同図におい
て、スタッド７を打設したラグブロック８は、スタッド
７を挟持するため補助溝９を設けることができない。

補助溝９は、本来路面の水膜を破り、水の排除をより効
果的にするためのものであるが、これがあると接地時に
タイヤの弾性変形が容易になり、接地時のタイヤ変形を
タイヤが地面から離れたとき、速やかに復元するように
なる。

第４図のスパイクタイヤは、外周全体にかなり小ピツチ
でスタッド７が打設され、補助溝９が少ないため、タイ
ヤの剛性が大きくなっている。

したがって、在来のスパイクタイヤは、走行時に接地部
のたわみによるタイヤ変形の復元が速やかに行なわれず
、歪エネルギーの蓄積によってタイヤが温度上昇をきた
し易く、また、制動時のトレッドの回転方向への変形が
その原因とされる段差摩耗を生じ易くなることは、経験
されているとおりである。

スタッドを打設しいないスノータイヤは、スパイクタイ
ヤよりはるかに弾性の大きなタイヤであり、接地変形の
復元が速やかで、段差摩耗や発熱は少ないものである。

以上のような理由から、スパイクタイヤは時速６０〜７
０キロメートルで走行すると、走行開始より若干時間で
スタッド周辺のゴムの温度は１２０°Ｃ以−、ヒにもな
り、その結果スタッドを挟持しているゴムの締め付は力
が低下したり、スタッドの周囲に異物が侵入してスタッ
ドの周りを削るスタッドのやせ現象や、スタッドを挟持
しているゴム部の損傷を起こす。

こうなると、スタッドが横に倒れてスパイク効果が減少
し、かつスタッドが脱落したりしてタイヤの寿命は短い
ものとなる。

このことは、道路の舗装率の向上と共に冬期間でも非凍
結路、非積雪路を車輌がかなりの頻度で走行するように
なった現在、一層顕著になる傾向が認められる。

以上のことから、スノータイヤは平均約６万キロメート
ルの走行寿命があるにもカバわらず、スノータイヤに７
０〜８０本のスタッドを全周にわたり打設したスパイク
タイヤは、平均寿命が４万キロメートル以下に低下する
のが実情である。

そこで、この発明はスパイクタイヤのスパイク効果を損
ねることなく、タイヤの寿命低下を防ぐため、タイヤの
寿命を低下させる発熱源の第一要因であるスタッドの本
数を減少させることと、スタッドを打設しない部位を設
けてタイヤの弾性変形能を保持すると共に、この部位を
タイヤの放熱及び冷却部として作用させ、タイヤの発熱
を低下させることができないかを検討した。

その結果、タイヤ接地面の寸法は、タイヤサイズ、荷重
及び空気圧によって異なるが、タイヤ全周にスタッドが
打設されている場合でも該接地寸法内に打設されている
スタッドの本数は、一般的に上限８本下限４本であるこ
とに注目し、タイヤ外周を適当数のブロックに分け、各
ブロック内にスタッドを打設しない冷却部とスタッドを
打設した部分を設けても、スパイク効果を損なうことが
ないであろうとの考えに達した。

しかし、スタッドを打設しない冷却部とスタッド打設部
とをどのように設けたらよいか（′ｉ、スパイク効果と
スタッドの有無によるタイヤのアンバランスから生じる
走行時の振動、及びタイヤの発熱などを綜合的に検討し
て解決をしなければならず、これは難しい問題であった
。

そこで、発明者は上述の考えに基き種々実験を繰返した
結果、適当な条件を実、験的に見出すことに成功し、こ
の発明を完成するに至った。

以下、それを具体的に説明する。

すなわち、実施例を示す図面のように、スノータイヤＡ
の外周を等間隔のブロック−ないし６に分割し、各ブロ
ックの一端末より他端末へ順次スタッド７を打設しない
主冷却部ＩＡ、２Ａ、３Ａ。

４Ａ、５Ａ及び５Ａ１スタッド打設部ＩＢ、２Ｂ。

３Ｂ 、４Ｂ 、５Ｂ及び６Ｂ、主冷却部のｉ周長とし
たスタッド７を打設しない副冷却部ＩＣ，２Ｃ。

３Ｃ，４Ｃ，５Ｃ及び６Ｃ及び前記のスタッド打設部１
Ｂないし６Ｂと等局長のスタッド打設部ＩＤ、２Ｄ、３
Ｄ、４Ｄ、５Ｄ及び６Ｄに構成すると共に、各スタッド
打設部１Ｂないし６Ｂ及び１Ｄないし６Ｄにはタイヤト
レッドの両側ショルダ部にそれぞれスタッド７、・・・
・・・を２木兄適当間隔を介し、スノータイヤの転勤方
向中心線Ｃ，Ｌ（第３図参照）に対し左右非対称に打設
し、さらに前記主冷却部１Ａないし６Ａと副冷却部１Ｃ
ないし６Ｃとの合計延べ周長を、スノータイヤＡの外周
長の５０％以上６０％未満となるように構成したもので
ある。

以上のように構成したスパイクタイヤは、第３図のよう
に、主冷却部１Ａないし６Ａの周長をＬｌ、各ブロック
−ないし６の局長をＬとすると、■ ＬＬ＋０．５Ｌ１＝に、ＬよりＬ１＝、ＥＫ、Ｌ１副冷
却部１Ｃないし６Ｃの周長Ｌ２は、Ｌ２＝０．５Ｌｌで
あり１、Ｋの値は０５〜０６である。

またスタッド打設部１Ｂないし６Ｂ及びＩＤないし６Ｄ
の周長Ｌ３は、Ｌ ３二、（Ｌ−１，５Ｌ１）である。

これらの寸法を、大型トラック、バスなどに最も多く用
いられている１ ０．００−２０−１４ ＰＲ（標準空
気圧時の外径１０６．７ｃＩＩＬ、外周長３３５（１；
７７１）のタイヤについて、実際の数値をに＝０．５４
の場合で示すと、ブロック周長りは５５．８Ｃｒ／Ｌ、
主冷却部周長Ｌ１は約２０ｃｍ、副冷却部局長Ｌ２は約
１０ｃｒｒＬ１ スタッド打設部の周長Ｌ３は約１２．
９のとなる。

これらの寸法は、従来のスパイクタイヤがスタッド間の
縦ピッチ約５（流であるのに対し、主冷却部及び副冷却
部の局長はそれぞれ約４倍及び２，２倍の局長となり、
タイヤの冷却作用に有効な長さとなった。

なお、スタッド７は各ブロック−ないし６内にそれぞれ
８本を打設し、タイヤサイズが変っても現用のスノータ
イヤではこの本数でよかった。

さらに、タイヤ外周をブロック−ないし６に６等分した
のは、生々起部ＩＡ（他の主冷却部も同じ）または副冷
却部ＩＣ（他の副冷却部も同じ）が地面に接地したとき
、タイヤの全周に７０〜８０本のスタッドを打設した在
来のスパイクタイヤと大差のない４本ないし８本のスタ
ッドの接地が行なねれるようにするためと、走行時のタ
イヤバランスは６等分が好適であったからである。

タイヤ外周を５等分した場合はタイヤの走行時に不規則
振動を発生する傾向が認められ、また７等分した場合は
分割が多くなるため主冷却部、副冷却部の寸法が小いさ
くなるのと、スタッドの本数が増加し適当でなかった。

本発明のスパイクタイヤは以上のように構成したので、
スパイク効果は、副冷却部を主冷却部の２周長にしたの
で接地部で同時に働くスタッドの本数が在来のものと大
差のない４本〜８本となるので、在来のものと同様なス
パイク効果を有するものとすることができ、そして、ス
タッドの本数は在来のものが７０本〜８０本を打設しで
あるのに比べ、各ブロックに８本ずつ、計４８本で済む
ので、タイヤに生じる摩擦熱及びスタッド自身の発熱に
よるタイヤの温度上昇を低下させることができた。

そして、スタッドを打設しない主冷却部、副冷却部は、
トレッドのラグブロックに補助溝を設けることができ、
その部分が全周の５０％〜６０％に及ぶので、タイヤの
接地変形の復元を速やかにし、歪エネルギーの蓄積によ
るタイヤの発熱を鈍化させるとともに、核部が走行風に
よって冷却され、タイヤの温度上昇を低下させることが
できた。

すなわち、長距離走行抜本発明のスパイクタイヤのトレ
ッド中央部溝底の温度を測定したところ、スタッド打設
部に比べ主冷却部及び副冷却部の温室はそれぞれ３０℃
及び２０°Ｃ程度低くなった。

とくに副冷却部は、スタッド打設部の中央に介在させた
ので、弾性帯としてスタッド打設部のたわみを吸収し、
タイヤの接地変形の復元を助け、前述した段差摩耗の発
生を減少させるとともに、最も発熱の大きなスタッド打
設部を中央部で分断する放熱帯として作用し、タイヤの
冷却に効果があった。

さらに、周知のように、スパイクタイヤは舗装路面上に
薄く結氷面が張っている場合に、スタッドがタイヤのグ
リップ力を低減させるため、制動性能及びコーナ旋回性
能が低下するという欠点がある。

この欠点に対し、スタッド打設部の中央部に介在する副
冷却部は、グリップ力を保持しているので、上述の性能
低下を防ぐ効果があった。

つぎに、本発明のスタッドは、タイヤ転勤方向中心線に
対し左右非対称に打設しであるので、制動時にロックさ
れたタイヤが路面を滑動する際、接地部分内で先行する
スタッドとそれに後陣するスタッドとは、別々な引っ掻
き軌跡を描いて進行する。

したがって、縦方向及び横方向に対しタイヤのスパイク
効果を発揮させることができた。

なを、本発明によるスパイクタイヤの使用実績の一例は
、１０．００−２０−１４ ＰＲのタイヤにおいて、走
行寿命がスノータイヤのそれに匹敵する６万キロメート
ル程度になることが実証された。

そして、従来とくに再生タイヤは走行延距離１万キロメ
ートルを超えると、急激にスタッドの横倒れや抜は落ち
が発生し、スパイク効果が低下し始めるが、本発明によ
ればスパイク効果を１万キロメートルを超えてもなをか
なり持続するものにすることができた。

その他、スタッドの減少はタイヤを安価にし、スタッド
の重量減によって転がり抵抗が低下し、燃費を低下する
ことができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は実施例を示し、第１図はタイヤ外周に構成する各
部の配置を模式的に示す側面図、第２図はタイヤの転勤
方向から見た一部省略の正面図、第３図は６等分ブロッ
クの１ブロツクのトレッドパターンを示す展開図、第４
図は市販されているスパイクタイヤのトレッドパターン
の一部をｌした例示図である。 Ａ・・・・・・スノータイヤ、Ｌ２，３，４，５．６・
・・・・・ブロック、ＩＡ、２Ａ、３Ａ、４Ａ、５Ａ。 ６Ａ・・・・・・主冷却部、ＩＢ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ。 ５Ｂ 、 ５Ｂ・・・・・・スタッド打設部、ＩＣ，２
Ｃ。 ３Ｃ、４Ｃ、５Ｃ、６Ｃ・・・・・・副冷却部、ＩＤ。 ２Ｄ、３Ｄ、４Ｄ、５Ｄ、６Ｄ・・・・・・スタッド打
設部、７・・・・・・スタッド、Ｃ０Ｌ・・・・・・ス
ノータイヤ転勤方向中心線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スノータイヤの外周を等間隔の６フロツクに分け、
   各ブロックの一端末より他端末へ順次スタッドを打設し
   ない主冷却部、スタッド打設部、主■ 冷却部の百周長としたスタッドを打設しない銅冷却部及
   び前記のスタッド打設部と等周長のスタッド打設部を直
   接に構成すると共に、各スタッド打設部にはタイヤトレ
   ッドの両側ショルダ部にスタッドを２本宛適当間隔を介
   し、スノータイヤの転動方向中心線に対し左右非対称に
   打設し、さらに前記主冷却部と銅冷却部との合計延べ局
   長を、スノータイヤ外周長の５０％以上６０％未満とし
   たことを特徴とするスパイクタイヤ。