JP2010095212A - タイヤ用スパイク - Google Patents

Abstract

【課題】シャンク部上端縁の、角部による氷への喰い付きを可能にしてなお、従来のスパイク打込みマシンをそのまま流用してスパイクを打込むことができ、しかも、スパイクの、タイヤからの早期の脱落を有効に防止することができるタイヤ用スパイクを提供する。
【解決手段】シャンク部２の頂面から上方へ突出させて設けたチップピン３および、シャンク部２の下端に設けたフランジ部４を具えるものであって、フランジ部２の平面輪郭形状を円形とし、シャンク部２の、上記頂面２ａおよび、その頂面２ａに隣接する上端域２ｂの平面輪郭形状を多角形とするとともに、シャンク部２の残部２ｃの平面輪郭形状を円形としてなるタイヤ用スパイク。
【選択図】図１

Description

この発明は、タイヤ用スパイクに関するものであり、とくには、タイヤの新品時の初期氷上性能を高め、併せて、スパイクそれ自体の不測の脱落を有効に抑制できる技術を提案するものである。

シャンク部の頂面から上方へ突出させて設けたチップピンおよび、シャンク部の下端に設けたフランジ部を具えるタイヤ用スパイクは、そのフランジ部およびシャンク部をタイヤ内へ埋め込み配置することで使用に供され、スパイクを適用したスパイクタイヤは、トレッド表面から突き出るチップピン、およびシャンク部上端縁によって氷を引掻いて摩擦抵抗を増加させることで高い氷上性能を発揮することができる。

この場合の、スパイクと氷との接触態様を考えると、はじめは、チップピンが周上の一個所で氷に点接触して引掻きを開始し、次いで、チップピンが氷に線接触し、その後、シャンク部の上端縁の一個所が氷に点接触し、続いて、シャンク部上端縁のその一個所を起点として、シャンク部上端縁が氷と線接触したときにスパイクの氷上効果が最大となる。

かかる点を考慮して、近年は、スパイクの初期氷上性能の向上を図るため、シャンク部の平面輪郭形状を、下端フランジ部とともに多角形形状とし、それの角部が、タイヤ、ひいては、車両の進行方向に向く姿勢として、スパイクを埋設配置することで、シャンク部上端縁の、氷への喰い付き性を高めること、併せて、シャンク部上端面の、氷との接触面積を増加させるため、シャンク部の平面輪郭形状を長方形とするとともに、そのシャンク上端面の幅寸法を増加させたもの等が提案されている。

しかるに、スパイクのシャンク部を、フランジ部とともに多角形形状とする場合は、スパイクに所期した通りの機能を十分に発揮させるために、全てのスパイクを、方向を揃えてタイヤに埋設配置することが必要になり、これがためには、スパイクの開発と併せて、スパイクの専用打込みマシンの開発も不可避となるという問題があり、また、シャンク部等を非円形形状としたときは、タイヤの負荷転動中のスパイクへの入力に対し、スパイクそれ自体をタイヤ内で回動変位させてその入力を吸収することができないが故に、スパイクの早期の脱落を余儀なくされるという問題もあった。

この発明は従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とすることころは、シャンク部上端縁の、角部による氷への喰い付きを可能にしてなお、従来のスパイク打込みマシンをそのまま流用してスパイクを打込むことができ、しかも、スパイクの、タイヤからの早期の脱落を有効に防止することができるタイヤ用スパイクを提供するにある。

この発明のタイヤ用スパイクは、中空もしくは中実のシャンク部、このシャンク部の頂面から上方へ突出させて設けた、硬質金属からなるチップピンおよび、シャンク部の下端に設けたフランジ部を具えるものであって、フランジ部の平面輪郭形状を円形とし、シャンク部の上記頂面および、その頂面に隣接する上端域、たとえば、シャンク部の全長の
１０〜５０％範囲内の領域の平面輪郭形状を多角形とするとともに、シャンク部の残部の平面輪郭形状を円形としてなるものである。

なおここで、シャンク部の上端域は、その全体にわたって一定の形状を有する角柱形態をとる場合の他、角錐台形態をとる場合もあり、また、たとえば円柱に、ほぼ倒立三角形その他の傾斜面からなる複数の面取りを施して、シャンク部の頂面では多角形形状をなすも、その頂面の手前側部分では、多角形の角部に相当する個所に弧状部分を残す形態をとる場合もある。
従ってここでは、「平面輪郭形状が多角形」というときは、多角形の角部相当個所に円弧部分が存在する場合をも含むものとする。またここにおいて、シャンク部の上端域が角錐台形態をとるときは、その多角形上端域の外接円直径は、その上端域の下端側に向けて次第に増加することになる。

ところで、シャンク部に対して埋め込み固定もしくは固着されて、シャンク部の頂面から、所要の長さにわたって上方へ突出するチップピンの、その突出部分の平面輪郭形状は、円形、多角形等の、所要に応じた適宜の形状とすることができる。

このようなタイヤ用スパイクにおいては、シャンク部の円形平面輪郭形状部分の直径を、多角形上端域の最大外接円直径以上とすること、フランジ部の平面直径輪郭形状の直径を、シャンク部の円形平面輪郭形状部分の直径以上とすることが好ましく、また、シャンク部の、フランジ部との隣接域を括れ部とすることが好ましい。

この発明のタイヤ用スパイクは、円柱ないしは円筒形状を基本形態とし、とくにシャンク部の、上端域を除く残部の平面輪郭形状および、下端フランジ部の平面輪郭形状をともに円形として、スパイクを、タイヤに対する打込み姿勢についての制約から解放することで、従来から広く一般に使用されている汎用打込みマシンをもってそのスパイクを打込むことができるので、特別の専用マシンの開発を不要にできる利点がある。

そして、タイヤ内に打込み配置されたスパイクは、シャンク部頂面から突出する、硬質金属からなるチップピンをもって氷面等に作用することはもちろんであるが、シャンク部上端縁の氷面等への作用に当っては、たとえば、シャンク部頂面の多角形輪郭形状の角部が、タイヤの負荷転動方向の前方側に位置する、スパイク打込み姿勢の下では、前述したように、その角部の、氷面等へのすぐれた喰い付きをもたらし、そして、氷面等へのその点接触個所を起点として、スパイクの、タイヤ内での回動変位に基いて、シャンク部上端縁をその全周にわたって氷面等に喰い込ませることで、スパイクに、すぐれた氷上性能等を発揮させることができる。

この一方で、スパイクの打込み姿勢との関連の下で、シャンク部上端縁が、辺部分をもって氷面等に初期接触するときは、そのシャンク部上端縁が、当初から氷面等に線接触することになるので、この場合もまた、スパイクにすぐれた氷上性能等を発揮させることができる。

しかも、この発明に係るスパイクでは、タイヤ内に埋め込み配置される、下端フランジ部および、シャンク部の残部がともに、円形の平面輪郭形状を有することから、スパイクが、それの中心軸線の周りのモーメントを伴う入力を受けた場合、そのスパイクをタイヤ内で円滑に回動変位させることによって、その入力エネルギの吸収ないしは緩和を図ることができるので、スパイクがタイヤ内で回動変位できない、従来の角型スパイクに比して、スパイクの脱落のおそれをより効果的に取り除くことができる。

以上のようなタイヤ用スパイクにおいて、シャンク部の円形輪郭形状部分の直径を、多角形上端域の最大外接円直径以上としたときは、スパイクへの回動モーメントの作用に対し、タイヤ内に埋め込まれるシャンク部の、多角形上端域に比してより大径となる円形輪郭形状部分が、タイヤ内でのスパイクの回動変位により大きく影響して、スパイクの回動変位を、多角形上端域による抵抗にもかかわらず、一層円滑にすることができる。

そしてこのことは、フランジ部の平面輪郭形状の直径を、シャンク部の円形輪郭形状部分の直径以上とした場合により効果的であり、この場合は、シャンク部の多角形上端域の回動抵抗の大小にかかわらず、フランジ部が、シャンク部の円形輪郭形状部分と相俟って、スパイクの回動変位をより一層円滑に行わせるべく機能することになる。
しかもこの場合は、スパイクへの引抜き方向の力の入力に対しても、フランジ部に、より大きな引抜き抗力を発生させることができるので、スパイクの脱落を、より有効に防止することができる。

また、シャンク部の、フランジ部との隣接域を括れ部としたときは、スパイクの、タイヤ内への打込み姿勢の下では、タイヤのゴム質がその括れ部内に入り込むことになるので、スパイクの耐引抜性をさらに高めて、脱落のおそれを一層効果的に取り除くことができる。

図１はこの発明の実施の形態を示す側面図および正面図である。
図中１はスパイクの全体を示し、２は、たとえばアルミニウム合金、スチール等にて構成することができるシャンク部、３は、シャンク部２の平坦頂面から上方へ突出させて設けた、タングステン鋼等の硬質金属製とすることができるチップピンをそれぞれ示し、シャンク部２内に多くの部分を埋め込まれてそこに固定もしくは固着されるこのチップピン３の、シャンク部２からの突出部分の平面輪郭形状は、図に示すところでは円形としているも、所要に応じて角形等に適宜変更することができる。

また４は、シャンク部２の下端に設けた、たとえば、そのシャンク部２と一体のフランジ部を示し、このフランジ部４は、図１（ｂ）に示すことから明らかなように、他のいずれの構成部分よりも大きい直径の円形平面輪郭形状を有する。
なお、図示のこのフランジ部４は、スパイク１の、タイヤへの打込みの円滑さを考慮して、その下面側に向けて直径を漸減する、テーパ周面４ａを有するものとしているも、このことはこの発明に必須の事項には当らない。

そしてまた図に示すところでは、シャンク部２の頂面２ａおよび、その頂面２ａに隣接する上端域２ｂ、たとえば、シャンク部２の全長の１０〜５０％の範囲内、具体的には１〜４ｍｍ程度の領域の平面輪郭形状を、三角形もしくはそれ以上の多角形、たとえば５〜８角形とし、シャンク部２の残部２ｃの平面輪郭形状を円形とする。
ここで好ましくは、シャンク部２の、フランジ部４との隣接域を括れ部５とする。

ところで、シャンク部２の上端域２ｂは、それの下端から、シャンク部頂面２ａまで一定の形状となる、図示のような角柱形態のものとすることができる他、図２（ａ）に斜視図で例示するように、頂面２ａに向けて横断面形状を次第に小さくする角錐台形態のものとすることもでき、また、図２（ｂ）に例示するように、円柱の周面にほぼ倒立三角形状の傾斜面からなる複数の面取りを、所要の角数に応じて施してなり、シャンク部２の頂面２ａで所要の角数の多角形形状となるも、中間部では、多角形の角部に相当する個所に、円柱の弧状部分が残る形態のものとすることもできる。
従って、この後者の場合を考慮すると、この発明で、「上端域の平面輪郭形状を多角形」というときは、多角形の角部に相当する個所に、円柱の円弧部分が存在する場合をも含むものとすることが必要になる。
そしてまた、シャンク部の上端域２ｂが角錐台形態をとるときは、多角形上端域の外接円直径は、その上端域の下方側に向けて漸増することになる。

また、図示のシャンク部２では、多角形上端域２ｂの外接円直径と、括れ部５を除く、残部２ｃの円形平面輪郭形状部分の直径とを同一のものとしているが、この円形平面輪郭形状部分の直径は、外接円直径以上のものとすることが、シャンク部２の上端縁を、その全周にわたって氷面等と接触し易くする上で好ましく、また、スパイクの不測の脱落をより有効に防止する上で好ましい。
そしてこのことは、シャンク部上端域２ｂが角錐台形態をとる場合にも同様である。

さらに好ましくは、図示のように、フランジ部４の直径を、シャンク部２の円形平面輪郭形状部分の直径以上とし、これによってもまた、シャンク部２の上端縁の、全周にわたる氷面等との接触をより一層円滑にし、併せて、スパイクの脱落防止機能および耐引抜け性のより一層の向上をもたらす。

このように構成してなるスパイクは、基本形状を円柱状ないしは円筒状としていることから、従来の一般的な打込みマシンを用いてそれをタイヤに打込むことができ、図３に例示するようなそれの打込み姿勢の下では、チップピン３が氷面等に対する十分な引掻き機能を発揮することはもちろん、図に実線で示すタイヤＴの新品時においてなお、車両、ひいては、タイヤＴの制動および駆動に当り、シャンク部上端域２ａの多角形輪郭形状部分の作用の下で、シャンク部上端縁を、その全周にわたって十分円滑に氷面等に喰い込ませることができるので、すぐれた初期氷上性能を有効に発揮させることができる。
そしてこの氷上性能は、タイヤＴのトレッド踏面が、図に仮想線で示すように摩耗して、スパイク１がトレッド踏面に大きく露出した場合にも同様である。

加えて、このスパイク１は、氷面等への、円滑にして迅速な喰い付きを担保するための、シャンク部上端域２ｂの多角形輪郭形状部分を除き、平面輪郭形状を円形として、スパイク１に作用する回動モーメントに対し、それの、タイヤ内での比較的自由な回動変位を許容していることから、スパイク１の、タイヤからの不測の脱落を効果的に防止することができる。

図１に示す実施例スパイク、図４に示す従来例スパイクおよび、図５に斜視図で示す比較例スパイクのそれぞれを、サイズが１９５／６５Ｒ１５のタイヤに１１０本ずつ打込み、スパイクタイヤの規制のない、ロシアのモスクワで、冬期の１月〜２月の時期に１５０００ｋｍ実車走行した場合の、スパイクの脱落率を求めたところ、表１に示す結果を得た。
ここで、スパイクの脱落率は、打込み本数に対する残存本数の比率を計算して、従来例スパイクをコントロールとして指数評価した。この場合、指数値は大きいほどすぐれた結果を示すものとした。
なお、表１中の初期氷上性能は、スパイクタイヤの規制のない北欧で、冬期の２月〜３月の時期に、専用テストコース内に設置された氷上コースで実車走行を行って、車速１５ｋｍ／ｈから３０ｋｍ／ｈまで加速するに要する時間を計測して、従来スパイクの加速時間をコントロールとして指数評価することにより求め、指数値は大きいほどすぐれた結果を示すものとした。

表１に示すところによれば、実施例スパイクでは、初期氷上性能を、従来例スパイクに比して有利に向上させることができ、しかも、スパイクの脱落率を、従来例スパイクとほぼ同程度に抑え得ることが明らかであり、また、比較例スパイクでは、よりすぐれた初期氷上性能を発揮することができるも、スパイクの脱落率が、その氷上性能の向上を打消して、余りあるほどに低下することが解かる。

この発明の実施の形態を示す側面図および平面図である。 シャンク部上端域の、多角形平面輪郭部分の他の形態を例示する斜視図である。 図１に下すスパイクの打込み状態を示す部分断面図である。 従来例スパイクを示す側面図および平面図である。 比較例スパイクを示す斜視図である。

符号の説明

１ スパイク
２ シャンク部
２ａ 頂面
２ｂ 上端域
２ｃ 残部
３ チップピン
４ フランジ部
４ａ テーパ周面
５ 括れ部
Ｔ タイヤ

Claims (4)

1. シャンク部の頂面から上方へ突出させて設けたチップピンおよび、シャンク部の下端に設けたフランジ部を具えるタイヤ用スパイクであって、
   フランジ部の平面輪郭形状を円形とし、シャンク部の、上記頂面および、その頂面に隣接する上端域の平面輪郭形状を多角形とするとともに、シャンク部の残部の平面輪郭形状を円形としてなるタイヤ用スパイク。
2. シャンク部の円形平面輪郭形状部分の直径を、多角形上端域の最大外接円直径以上としてなる請求項１に記載のタイヤ用スパイク。
3. フランジ部の平面輪郭形状の直径を、シャンク部の円形平面輪郭形状部分の直径以上としてなる請求項１もしくは２に記載のタイヤ用スパイク。
4. シャンク部の、フランジ部との隣接域を括れ部としてなる請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用スパイク。

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