JPS638004A - 氷雪路用タイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 此の発明は、スパイクタイヤのスパイクによる路面損傷
と、それに伴って発生する粉塵を防止する氷雪路用タイ
ヤに関する。

従来の技術 冬期間、寒冷地の積雪路を走向する車輌のタイヤには、
主としてスノータイヤが用いられ、更にトレッドのバタ
ン相当部其他を大巾に改良したスタッドレスタイヤ、他
にスノースパイクタイヤ、金属製や複合材料によるタイ
ヤチェン等が広く使用されでいる。積雪路の走行に於て
は、上記各種類共、目的とする走行安全に対する性能に
於て、大きな相違はない。しかし凍結路面に於てはスパ
イクタイヤに匹敵する性能を有するものはなく、氷雪路
の走行安全に関しては、スパイクタイヤが効果的で、最
も信頼されている。

近年、スパイクタイヤ、金属製タイヤチェン等は、道路
を損傷し、粉塵公害を発生させるとしで、しきりに論議
が行なわれる様になった。此の問題の難しい点は、解決
手段がないため、走行安全性、環境保全が、道路損耗防
止と二律背反の関係にあることである。今日の車社会で
は、被害者と加害者が同一である場合が多く、その事も
また、此の問題を複雑にしている。

道路の除雪、融雪が充分実施されていれば、スパイクタ
イヤ、又はタイヤチェンを使用する必要は全くない。除
融雪を良好に実施しでいる西ドイツの主要道路では、高
速道路でも、夏期、冬期を通じて、同じ夏用タイヤで、
同じ速度で走ることが出来る。しかし融雪のため永年に
わたり路面に塩を散布、使用した結果、明らかに塩害が
認められる様になった。塩分汚染は回復が困難である。

早急に塩害を除去する方法もないま〜塩の散布量を減ら
す事が実行されでいる。塩の散布を中止して、スパイク
タイヤを使用することにすべきであるとの意見や、除融
雪の不完全が事故原因であるとしで、訴訟に持ちこむ例
も発生している。スリップによる接触事故も増加し、損
害保険面で、或は車の腐蝕被害等のため、何らかの対策
が急務となっている。

日本自動車タイヤ協会は、昭和５７年以来、スパイクタ
イヤの低公害化に関しで、第３次にわたり、自粛基準を
定め、関係省庁に、その都度試験データーと共に報告書
を提出、すでに一部分残して実施中であるが、スパイク
の打込本数、突出寸法、直径、底板の径等の効゛果的な
改変点は、走行安全性維持の立場から技術的な限界があ
り、改善はその線上に留まっている。元来氷雪路上をス
パイクタイヤで走っても、通常の走行であれば、安全は
維持され、かつ路面の損耗も、粉塵も発生しない。

しかし、寒冷地から暖かい地方へ、高地から平地へ、大
都市から、近郊都市へ、朝夕の温度の差、風の有無等、
條件の変化によって、地域により、路面に氷雪があった
り、無かったりする。多様な変化は、季節の変り目に特
に甚しくなる。路面のスパイクによる損傷をなくするに
は、氷雪のない地方の路面では、その都度、普通のタイ
ヤに交換して走行する以外に方法がない。

通常スパイクタイヤは、スノースパイクタイヤとして使
用される。スパイクは底板にピンを直立固着させた簡単
な外形をしているが、抜けや、倒れを防ぐための外形上
の配慮と、接地圧を受ける先端の摩耗を少なくするため
、また、ビンが曲らぬよう硬い合金が使用されでいる。

一般用スパイクタイヤは、前置て、スパイク打込用の孔
があけであるタイヤに、スパイクを打設する。タイヤは
スパイクの保持性を良くするため、軟か過ぎないタイヤ
が使用される。スパイク打込用の孔の位置にマークがつ
けであるタイヤに打設する場合もある。

氷雪路上の走行では、タイヤの接地面積を広くしで、グ
リップをかせぐため、比較的低圧にしたタイヤが使用さ
れるため、接地圧分布の高い、ショルダ一部寄りに、優
先してスパイクが打込まれるのが普通である。トレッド
からのスパイクの突出寸法は、短きに過ぎれば噴込摩擦
が不足し、長くても路面を損傷し、倒れの現象が強まり
、効果が少なくなる。突出寸法の規制は現在１．５鰭で
ある。

摩耗に関しては、トレッド部の摩耗が、スパイクの接地
部分の摩耗よりも早いので、タイヤの摩耗の進行につれ
で、スパイクの突出寸法は徐々に長くなる。

タイヤは研究開発が休みなく行なわれた結果、耐久性、
運動性能等に於て高度な発達をとげた。

当然ながらスパイクタイヤに関しでも低公害化の要求が
生れ、多くの考察がなされたが、複雑大型に過ぎたり、
効果的でないため、或は耐久性を欠く等、実用化され一
般に普及したものは見当らない。

発明が解決しようとする問題点 タイヤのグリップ力は粘着摩擦と、ヒステリシス摩擦に
よって起り、材質の粘弾性によって、現象は複雑である
。他方、路面は乾燥舗装路、湿潤舗装路、軟雪路、圧雪
路、氷膜路、氷膜路等、其他色々で、消雪期、降雪期な
ど、気候の変り目には、特に長距離の走行中に於て、車
は多様な路面を通過する。

地方により、地域により、市街地、或はその周辺地区等
、氷雪用タイヤの必要度を区分し、路面に関する情報を
放送し、実際に利用出来ろようにすることは、路面の損
傷を少なくするためには良い方法であるが、その場合人
為的な操作によって、或ときはスパイクを有効ならしめ
、必要ならその効果を大巾に無くすることが出来るなら
、スパイクタイヤの低公害化は、大略、達成される。

タイヤは使用により摩耗する。普通スパイクの接地する
先端よりも、トレッド部分の摩耗が早いので、摩耗につ
れて、スパイクの突出寸法が増す。

１．５ 突出寸法の規制がｍｍと小刻みに定められていることに
照らしても、出来れば使用季節前に、摩耗に合せて、突
出寸法を調整することは、スパイクタイヤの低公害化の
ためには必要手段である。

問題点を解決するための手段 タイヤのグリップ力は、道路表面と、トレッドの粘着摩
擦力と、路面の凹凸及びトレッドの変形、押しつけて動
かされることによる、にじりによるヒステリシス摩擦を
合せたものであるが、氷雪路や、濡れた路面では、粘着
摩擦力は大巾に低下し、タイヤのグリップ力の大部分は
ヒステリシス摩擦によることになる。

第４図はタイヤの構造部の名称図であるが、タイヤの変
形には空気圧を上げたり、下げたりするのが最も効果あ
る方法で、空気圧を高くすると、変形はトレッド部に集
中し、転ガリ抵抗も小さくなる。空気圧を低くすると、
サイドウオール、ビード等に変形が分散する。タイヤの
空気圧を比較的に低圧にすると、接地圧を受けた時タイ
ヤは変形して、接地面積を増し、ショルダ一部寄りに打
設されたスパイクの効きが良くなり、空気圧を上げると
、タイヤの剛性が強まり、接地面積は減少し、トレッド
中央部位の接地圧が高くなり、ショルダ一部に近いとこ
ろにあるスパイクの効きは悪くなる。タイヤの空気圧を
変化させるとしても、自ら限界がある。普通車の安全走
行のためには、低い場合で１．３　Ｋｔ／ｎＪ　、高く
ても３０（保を越えないことが望ましい。

問題解決の第１の手段として、主として、タイヤの空気
圧の高低に起因する、トレッドの接地面積、接地圧の変
化に着目し、此れを増幅するため、トレッドの接地面の
スパイクが打込まれる箇所であるショルダ一部寄りの部
分を除いた、トレッドの中央部位を肉厚にし、バタンを
含めて高くする。

中央部位を高くする場合、その分をあとから粘着するの
ではなく、トレッド設計の段階から、バタンと共に用意
されるが、出来るだけそのタイヤの特性を阻害せぬよう
、他の構成部位には変更を加えない。

問題解決の第２の手段として、スパイク本体を伸縮可能
な構造にする。簡単な機構で、瞬間的に、連続して受け
る接地圧に耐え、小型化出来、弛まず、挾雑物、錆等に
よって、伸縮機能が害されないようなものにする。タイ
ヤのトレッド中央部位が、接地方向に高さを増す程、ス
パイクの効きに関する限り、空気圧の変化による効果が
大きくなるが、それだけ空気圧の加減量を大きくしなけ
ればならなくなる。また空気圧が低い場合には、それだ
け、たわみが大きくなり、タイヤの発熱も増す。トレッ
ド中央部位の厚さは、発熱、其他を含めた点からは、少
なければ少ない程よいが、現在のスパイクの突出寸法の
規制が最大１．５ｍであることからも、大巾に高くする
必要はない。

以上の手段の組合せによって、氷雪路用タイヤの低公害
化を計る。

作用 第１０図はラジアルタイヤ（Ｇ）、バイアスタイヤ（Ｈ
ｌの荷重を受けた時のトレッドの接地面の変化の説明図
であるが、ラジアルタイヤｆＧｌは、カーカス圓及びト
レッド（３０の変形が、バイアスタイヤｆＨ１より少な
く、バイアスタイヤでは、カーカス３１１及びトレッド
（３０が柔軟で変形し易い。変形接地部ｆ４Ｎ１＠？接
地スるとき、バイアスタイヤ（）（＋では中央部りに示
した部分が浮く傾向になる。図中報はその傾向を誇張し
て図示したもので、極端な低空気圧か、高荷重の場合で
なければこの状態にはならない。

第１図はタイヤのトレッド部分斜視図で、第２図は、高
空気圧時に於けるＡ−Ａ断面図である。

スパイクｆｌＯが打込まれるショルダ一部２９寄りの部
分を除く、トレッドＣ３Ｇの中央部位を肉厚にして、バ
タンと共に高くする。空気圧が高ければ、タイヤの剛性
が増し、トレッド中央部位Ｇ２１が高くなったために、
其の分低くなったショルダ一部寄りに打込まれたスパイ
クｆｉｏａ師よ、路面４０から離れる方向に遷移する。

タイヤの空気圧を低くすると、すイドウオールＧ３、シ
ョルダ一部位−、カーカス３１１゜ビード３９其他の変
形によって、トレッドＧＯの接地面積が増加し、第３図
の如くスパイクαＣ１（１０ａ）は、路面４０に近づき
接触する。この離れ、接触の空気圧は、タイヤの特性と
、タイヤにか〜る荷重に左右される。空気圧によるタイ
ヤの変形は敏感で、確実に起り、一般乗用車の普通タイ
ヤに於ては空気圧がα２〜α３Ｖｄ変ると、操従性、安
定性の変化として、運転席から感知出来る。

トレッド中央部位Ｇ２の高くした部分の硬さは、トレッ
ドＧＯと同じでよく、軟か過ぎではならない。

打設するスパイク（Ｉｏは第８図の如く外形は従来のス
パイクと大差はない。第７図分解斜視図の如く底板αθ
を有する外筒（１４に内接するスパイク柱（Ｉｚは互に
ネジ（１３（Ｉｓ　ｕ集２手工摸態に連結されている。

ネジ（１３α５の條溝はリードを小さくし、振動、打撃
による弛みを防ぐため、更にスプリングワッシャ０８を
底板側上に配置し、スプリングワッシャ４日の上下面に
滑り止め突起２０−）を設け、これに嵌合する凹部２３
■睦、スパイク柱側、底板α０にもうける。防塵カバー
２４１は挾雑物のため螺進が妨たげられぬようにするた
めに設ける。防塵カバーＣ＜は水分の浸入は防止出来な
いので、錆の発生する材料で、スパイク柱ｔ１２、外筒
（１４１，スプリングワッシャ（１８等が造られる場合
は、防錆処理を施すか、或は組立時に於て、粘着性の油
脂を内面に塗布する。スパイクα２の螺進は、工具によ
り、ネジ廻し溝Ｑθによって行い、螺進によって、スパ
イク（１０の高さが調節される。高さの調整は異る性能
のタイヤのスパイク打込み時に於ける。突出寸法合せの
ためと、タイヤのトレッドの摩耗によって起る、スパイ
クの突出寸法が大きくなり過ぎたとき。

修正するためのものである。

摩耗に対する突出寸法の調整は、頻繁に行う必要はない
。走向の程度によって、毎冬期前に摩耗の程度を調べ、
必要あるときにのみ、調整を実施する。

実施例 実施例として氷雪路用タイヤの部分斜視図を第１図に、
タイヤの高空気圧時に於けるＡ−Ａ断面を第２図に、タ
イヤの低空気圧時に於けるＡ−Ａ断面を第３図とした。

トレッドＧｏのトレッド中央部位３ｚは、接地方向に高
くした部位であるが、これと、シ謬ルダ一部四の間に、
トレッド中央部位器の両側に添って、スパイク［１０（
１（至）が配列され、打設されている。第２図のように
タイヤの空気圧を高くしていくと、タイヤは剛性を強め
、荷重を受は乍らも、スパイクａｆｆｉｏａ）ｙ先端部
は、路面！４Ｇと離れる方向に遷移し、路面（４０と接
触しなくなり、離れる。此の状態で走行すると、接地面
積が減少し、トレッド中央部の接地圧も高くなっている
ので、スパイクａａａｍよ噴込摩擦力を失う。或は路面
の凹凸により、また、急ブレーキ、急旋回時に於ては路
面（４０と接することになるが、極端な場合を除けば、
接触は、トレッド中央部Ｇ２が高くなったことにより、
軽いものとなる。そのことはまた、タイヤ本来の、安全
走行を可能ならしめる、すぐれた性能でもある。タイヤ
の空気圧を低くすると、剛性が減少し、ショルダ一部２
９．サイドウオールＣ３３等と共に、トレッド（３（］
は変形を強め、接地面積を増し、また、カーカス（３１
１もタイヤ内側に少し押され、スパイクａｃｘｔｏａ’
ｘｙ＞先端は、第３図の如く、路面１０に近づく方向に
遷移し、タイヤの空気圧が適当であれば、荷重により、
スパイクαｃｍａｃｎの先端は。

路面４０と接触を強める。この状態に於ける氷雪路の走
行では、スパイク（ｔｏｌＧ（ロ）の噴込摩擦は路面に
応車輌の種類による荷重の軽重、また、サイドウオール
が軟らかく、トレッドが変形しにくいもの、トレッドの
動きが柔軟で、比較的に多様に変形するもの、また、タ
イヤの幅等、タイヤの特性によって、異なる形のものを
用いることが出来るが、その例を第９［ｆｆ１（Ｅ＋、
　（Ｆｌに示した。

発明の効果 タイヤの性能種類別に、高低双方の標準空気圧と、スパ
イクの標準突出寸法を、タイヤに表示し、地方、地域、
市街地、また、除融雪良好な路面等、かなり広い範囲の
路面情報に従って、運転者が、据付コンプレッサー、或
は携行用空気ボンベ等ににより、タイヤの空気圧を変化
させることで、スパイクの効ぎを制御することが出来る
。また、摩耗によるスパイクの突出寸法の変化と、タイ
ヤの性能に起因する。空気圧に依る。トレッドの変形の
差に合せて、突出寸法の調整が可能である。

日本自動車タイヤ協会が、昭和５７年以来、第３次にわ
たり、関係省庁に報告した、スパイクタイヤの低公害化
の有力な手段である、スパイクの打込本数、径、突出寸
法、スパイクの接地する面の形状、スパイク底板の径等
々の内、有効な手段ではあるが困難な、突出寸法に関す
る問題は、噴込摩擦が制御可能となり、スパイクを有す
る氷雪路用タイヤの低公害化は、略、達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、タイヤのトレッドの部分斜視図第２図は、高
空気圧時に於けるトレッド部Ａ−Ａ断面図 第３図は、低空気圧時に於けるトレッド部Ａ−Ａ断面図 第４図は、一般タイヤの構造部の名称図第５図は、スパ
イクの平面図 第６図は、スパイクのＢ−Ｂ断面図 第７図は、スパイクの分解斜視図 第８図は、スパイクの外形斜視図 第９図は、他の実施例トレンドの断面図第１０図は、接
地面積変化の説明図 １Ｏ・・・スパイク　　１２・・・スパイク柱１４・・
・外筒　　　　１６・・・底板１８・・・スプリングワ
ッシャ ２０２０訃・・突起　　　２２２２ａ・・・凹部２４・
・・防塵カバー　２６・・・ネジ廻し溝２８・・・タイ
ヤ　　　２９・・・ショルダ一部３０・・・トレッド　
　３１・・・カーカス３２・・・トレンド中央部位 ３３・・・サイドウオール　３５・・・ビード４０・・
・路面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車輌の氷雪路用タイヤに於て、タイヤのトレッド（
   ３０）の中央部位（３２）を、パタンを含めて、接地方
   向に高くし、中央部位（３２）と、ショルダー部（２９
   ）間に、中央部位（３２）の両側に添って、スパイク（
   １０）を配列、打設した、氷雪路用タイヤ。 ２、スパイク（１０）は、底板（１６）を有する外筒（
   １４）と、防塵カバー（２４）が固着され、ネジ廻し溝
   （２６）を有するスパイク柱（１２）とが、ネジにより
   螺進する如く内接され、スパイク柱（１２）と底板（１
   ６）との間に、突起を有するスプリングワッシャ（１８
   ）を配し、突起に嵌合する凹部を底板（１６）及びスパ
   イク柱（１２）に設けたスパイクである特許請求の範囲
   第１項記載の氷雪路用タイヤ。