JP2003039918A - タイヤのスタッド構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】自動車の使用に際し、タイヤのトレッドに埋設
するスタッドにあっても、冬季の走向は勿論、夏季等の
走向をも快適にすることが出来るようにする。 【手段】タイヤ 1のトレッド2 に先端にエッジ 8を有し
た部分にベースマウント 4を有するスタッド 3を埋設
し、該スタッド 3のシャンクに走向方向に垂直な垂面
6，6と直交する両立面 7， 7を設け、設定温度を閾値と
するタイヤ 1の空気圧の変化に応動し該スタッド 3がト
レッド 2内に於いてフローティング部 3´ を介し選択
的に出没揺動することにより、又、スタッド 3のタイヤ
1の走向面に対する出没を行ってオールシーズンに於け
る走向が冬季におけるブレーキング等の際のスリップを
防止し、又、夏季における一般道路の走向に際しての粉
塵公害や騒音発生を防止し、快適な走向がスムーズに保
たれる。 【効果】冬季にはスタッドによるノンスリップの安定し
た走向を保証し、夏季等における一般走向に際しては、
粉塵発生や騒音発生を抑止し、軽快な走向を図ることが
出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】開示技術は、自動車等の車両に装
備される対雪路用、凍結路用又は、一般道路（乾燥路
面，雨天路面）等のオールシーズン用のタイヤのスタッ
ド構造の構造の技術分野に属する。

【０００２】

【要旨の概要】而して、この出願の発明は、冬場に水や
雪の凍結した路面を走行する場合に、自動車等の車両の
スチールラジアルタイヤ等のタイヤのトレッドに埋設さ
れているスタッドであって、タイヤのトレッド内に一体
的に埋設されると共にその平面状の先端がタイヤ外周面
に露呈して形成されて路上の氷雪面等を氷点降下させる
ようにしたタイヤのスタッド構造に関する発明であり、
特に、上記露呈したスタッドシャンクの部分の側面に対
して平行に形成した両垂面とタイヤの側面に対して垂直
に形成した両立面とが設けられ、中央部が断面略方形に
形成され、外方に張り出した基部が小判状に形成され、
車両の発進時、ブレ―キング時等に上記タイヤの両立面
がタイヤの滑りに感応してタイヤ内の圧力の閾値を介し
て選択的に出没自在にされているタイヤのスタッド構造
に関わる発明である。

【０００３】

【従来の技術】一般に、降雪地方に於いては、冬場、路
上に積雪があったり、融雪や水が夜間に凍結したりする
アイスバーン等のため、所謂ノ―マルタイヤを装着した
車両ではスリップし易く、走行困難であり、又、極めて
危険でもあるという理由から、チェ―ンを装着したり、
所謂スパイクタイヤを装着したりしてこれに対処してい
る。

【０００４】特に、常時、路面上の降雪に対処しなけれ
ばならない降雪地方に於いては、車両走行安定性が良好
である点とチェ―ン装着に比べ未装着部がなく、安全で
あり装脱の手間が省ける等の利点からスパイクタイヤが
常用される場合が多い。

【０００５】而して、周知の如く、従来より、タイヤの
外周面に対して常時設定長さ突出している該スパイクタ
イヤの機能はタイヤのトレッド内に打ち込まれたスタッ
ドのピンの先端をタイヤ外周へ所定長さ露出させること
により、雪面水面等に対してピン先端が加圧されたとき
の氷雪の氷点降下を利用して氷雪を融解し路面に食込
み、そのフック作用を介してスリップを防止するように
したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】さりながら、上述従
来のスパイクタイヤのスタッド構造においては、チェ―
ンを装着した場合に比べ、雪面に対する食込み量が比較
的に少ないことから、ブレ―キ操作時の制動距離が長く
なるという欠点があった。

【０００７】そして、ロック状態のスリップする等不測
の事故が生じかねない虞れもあった。

【０００８】又、車両の進行方向、及び、左右方向に張
設されるチェ―ンに比べ走行時の車両に及ぼす振動等が
少ないものの、車両の左右を振れに対して、即ち、横滑
り等のスリップに対して有効に対処することが出来ず、
運転がし難いという難点もあった。

【０００９】これに対し、例えば、出願人の先願発明
（特開昭６１−２８２１０３号公報）記載の如くピン
（スタッド）構造も案出されているが、更に、スパイク
タイヤの経時的使用に対してタイヤに埋設されたスタッ
ドがガタツキを起こした場合に、該スタッドがタイヤ内
で回転してガタツキがさらに大きくなり、最終的には該
スタッドがタイヤから脱落してしまう虞があるという不
具合があった。

【００１０】又、スパイクの先端の超硬度合金部（チッ
プ）がタイヤ外周へ常時設定長さ突起露出しているた
め、夏季等自動車の一般道路走行中に路面の凹凸状態に
ひっかかって損傷を与える欠点があり、このため、タイ
ヤのころがり抵抗が増加して燃費が低下すると共に一般
乾燥道路の高速走行中の急ブレ―キ操作に対しては制動
距離が永雪道路走行とは逆に永く伸びると共に、スピン
等の発生により自動車の姿勢保持が不可能になり最も危
険な状況に成ることが立証されている。

【００１１】又、上述欠点により道路に於ける粉塵の発
生や騒音等も激しい難点があった。したがって、１９９
１年以降は該種スパイクタイヤの製造は禁止されるに至
っている。

【００１２】

【発明の目的】この出願の発明の目的は、上述従来技術
に基づくスパイクタイヤのスタッド構造の問題点を解決
すべき技術的課題とし、車両に対する振動が少なく、走
行安定性が良いというスパイクタイヤの利点を生かしな
がらも、ブレ―キ操作時に制動距離を短縮することが出
来るばかりでなく、一般道路の通常走行中の粉塵や騒音
の発生を抑制し路面に損傷を与えないようにすると共
に、タイヤから脱落しないようにし、全ての天候変化に
対応したタイヤで対候的な天候変動に関係なくスタッド
の路面に対するフックが有効に作用して又、タイヤから
脱落しないようにして環境の保全と人間生活の安全をコ
ンセプトに二律背反するタイヤ技術の未開発分野に全く
独創的な発想から発明された１５年余りの実証研究に基
づくオールラウンドなタイヤ技術を確立し、無公害タイ
ヤのスタッド技術とし交通産業における自動車利用分野
に益する新規な優れたタイヤのスタッド構造を提供せん
とするものである。

【００１３】而して、タイヤの指定空気圧に対し、０．
５気圧範囲程度の増減でスタッドの効果をよりハード、
又は、ソフトに調整可能であるようにしたものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述目的に沿い先述特許
請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述
課題点を解決するために、タイヤのトレッドに埋設され
ると共に先端がタイヤ外周面に先端部が平面的に露呈状
に形成されており、該先端に一体的に設けられているシ
ャンクに対して平行に形成した両垂面とタイヤのトレッ
ドの側面に対して直交して形成した両立面とが上記シャ
ンクに相隣って設けられ、中央部が基部に於て断面略方
形に形成され外方に張り出した基部が小判状に形成さ
れ、タイヤがトレッドの円周方向に沿って変形すること
によりゴムの弾性とスタッドのフローティング機能を介
して選択的に出没自在にされ、又、該フローティング部
を介してスタッドがタイヤと共に摩耗するようされ、設
定閾値の設置圧力にされたタイヤのトレッドに対するス
タッドが滑りに感応し該スタッドの先端エッジがタイヤ
のトレッド表面より選択的に出没するようにされている
タイヤのスタッド構造を基本とし、上記露呈部がその縁
部にシャープなエッジ部を形成され、上記スタッドのベ
ースマウントのタイヤ表面側とは逆方向の面にタイヤの
周方向に沿うノッチが形成されていることを特徴とする
ことを基幹とし、而して、上記シャンク部にはテーパー
部を介して上記ベースマウントが一体的に固設している
ようにし、又、上記スタッドの先端露出部は周囲が硬化
層が形成され、磨耗しても、常時エッジ状のシャープコ
ーナーが保持される。該露出部がタイヤのトレッドと同
色にも対応される。更に、上記ノッチが逆Ｖ形状にさ
れ、スタッドの姿勢が廻り止めされ円周方向に保持され
るようにした技術的手段を講じたものである。。

【００１５】そして、該シャンク部の表面に浸炭処理埋
没等により硬化層が形成されている。

【００１６】

【作用】車両が雪路や凍結路や雨天路等を走向する際に
は、当該タイヤのトレッドに埋設されたスタッドのベー
スマゥントをタイヤのセンター方向に当該スタッドのシ
ャンクの露出部がトレッド面に対し若干マイナス状態に
埋設され、かかる凹の状態は経時的に保持される。タイ
ヤ内の空気圧が所定の閾値より低くなるとタイヤの外周
部が雪面等を押圧すると氷点降下により氷雪が融解し、
雪面に食込み、スリップ方向のスタッドのエッジが路面
にフックされる。車両の左右方向のスピーンスリップに
対しては露出部のタイヤ側面に形成された両垂面と両立
面のエッジがフックされスリップ防止する。

【００１７】通常走向においては、この形態はサイクロ
イド曲線によれば所定設置圧の閾値以上の圧力に設定さ
れたベースマゥントがゴム弾性により上下する運動によ
って路面の損傷を防止する。而して、経時的使用により
タイヤのトレッド内でのガタツキは生ぜず、又、ベース
マゥントが断面略方形に形成され、該外方向に張り出し
た基部が小判状の形成と底部の略Ｖ字状のノッチにより
回り止めされ、抜け止めされタイヤから脱落するこはな
い。

【００１８】更に、タイヤに対し、低いインパクトの閾
値に設定されてスタッドの露出部が調和的に同一に磨耗
されて粉塵や騒音の発生がないオールシーズン使用が可
能であるようにしたものである。

【００１９】

【実施の形態】次に、この出願の発明が実施しようとす
る形態を実施例の態様として図面に基づいて説明すれば
以下の通りである。

【００２０】第１，２，３図に示す様に、タイヤ 1のト
レッド 2に、この出願の発明の要旨を成す所定の金属や
硬質合成樹脂製等のスタッド 3が多数埋設されている。

【００２１】該スタッド 3は、タイヤの走行時に一般に
所謂サイクロイド曲線運動をし、路面に対して垂直で降
下し、インパクトを介し垂直に離反されるものであり、
その前後におけるスタッド 3は基本的にガタツキが生じ
ないようにされるが、中央のシャンク部は断面略方形に
形成されタイヤ 1内での埋没状態での回り止め機能を有
するようにされており、外方に張り出して形成され小判
状の基部 4がタイヤ 1内のトレッド 2にフローティング
部3´以外の部分に支持されるようにされている。

【００２２】そして、該シャンク部の表面には浸炭処理
埋没により硬化層3´が形成される。

【００２３】而して、スタッド 3の外方に張り出した小
判状の基部のベースマゥント 4はトレッド 2に対する脱
落機能を有すると共に路面非損傷の有無の前後に於ける
タイヤ内の空気圧の閾値の、例えば、０．５気圧の空気
圧等の設定とトレッド２に対して損傷を与えないように
皿状（甲丸）の形状にされている。

【００２４】又、スタッド 3の先端には、縁部は降下層
の平坦面 5に形成されて、エッジ部８に接続し、タイヤ
1の外面へ全体が露出した部分であり、そして、タイヤ
1の図示しない両側面に対して該スタッド 3のシャンク
部に平行に形成された両垂面6、 6とタイヤ 1の側面に
対して垂直でタイヤ 1の接地状態で該垂面 6、 6の前後
側に形成された一対の立面 7、 7とを該シャンク部に対
し備えており、上記両垂面 6、 6が車両のスタッド 3の
埋設トレッド 2のゴム弾性を介し、又、フローティング
部 3´ を介して揺振動してフック作用をエッジ部 8に
対して作用させ、左右方向のスリップを防止し、両方の
立面 7、 7、及び、各立面 7と平坦面 5とで形成される
突起部 8が同様にスタッド 3に同様ゴム弾性によりブレ
―キ操作時や発進時のタイヤ 1のスリップに抗するよう
にされ、トレッド 2のゴム弾性とフローティング部 3´
の作用により車両の制動距離を短縮させるようになっ
ている。

【００２５】尚、タイヤ 1には一般態様同様に溝 9が刻
設され、該スタッド 3のベースマウント 4の底面10は皿
状に湾曲して形成されている。

【００２６】但し、この場合、スタッド3 の通常の運動
は何等支承にはならないものである。

【００２７】尚、該スタッド 3のトレッド 2に対する伸
縮は空気圧の閾値に設定されたタイヤ 1に埋設したスタ
ッド 3がフローティング作用と相対的にトレッド 2の外
周面に対して突出したスタッド 3のエッジ 8が路面にフ
ックして有効に作用されている。

【００２８】上述構成において、スタッド 3を多数埋設
するタイヤ 1のトレッド 2が装着された車両を用いて冬
季の雪路や凍結路を走行するに、該スタッド 3の先端の
平坦部面 5が氷，圧接，水膜に突入可能な該タイヤ 1の
空気圧が 3気圧等の閾値に設定されていないことにより
タイヤ 1の空気圧が低下し、スタッド 3のエッジ部 8が
トレッド 2から突出して路面に押圧され氷点降下作用に
より氷雪を融解させ、その結果、該スタッド 3の先端が
トレッド 1から露呈して氷雪面に食込み、路面に対し、
フック作用を与える。

【００２９】勿論この場合、該スタッド 3のトレッド 1
からの露呈は上記の空気圧の閾値に設定された圧力低下
を介しての作動によるものである。

【００３０】而して、走行中に車両の車輪が左右にスリ
ップするようなカ―ブにおいては、トレッド 2のゴムの
弾性を介して作用するものであり、該スタッド 3の先端
のタイヤ 1の側面に沿って形成された両垂面 6、 6が、
車両の左右の振れに抗して揺振動してスリップを防止す
る。又、走行中にブレ―キを操作した場合には、図４に
示す様にタイヤ 1のトレッド 2が周方向に沿って変形
し、溝 9に自由に逃げることが出来ることもあってタイ
ヤ 1のトレッド 2のゴム弾性によってスタッド 3がトレ
ッド 2内で弾性を介して傾動するため、タイヤ 1の側面
に対して垂直で該タイヤ 1の接地状態で前方側（図４で
左側）に形成された立面 7、及び、そのコーナー部のエ
ッジ 8の突起部が氷雪面をとらえ、車両のスリップが最
小限に押えられて制動距離が短縮される。

【００３１】而して、凍結路に対するスリップを伴う発
進時には、図５に示す様に、上述同様傾動するスタッド
3により上述とは反対側（図５で右側）の立面 7とコー
ナー部のエッジ 8の突起部選択的に逆傾斜して凍結面を
とらえ、発進時のスリップを完全に防止する。

【００３２】次に、例えば、降雪が無い道路を走行した
り、春先以降の融雪氷解状態の一般道路を走行する場合
には、図６に示す様に、タイヤ 1の空気圧の閾値の設置
圧よりまず低圧の圧力を介してスタッド 3の平坦面 5が
路面に対し、サイクロイド曲線により垂直に叩き付けら
れた時は、ベースマゥント 4の背部のトレッド 2のゴム
層に食込むバウンド状態になる。即ち、タイヤ 1中心方
向にスタッド 3が逃げることになり、スムーズな走向が
成されて路面損耗を抑制し、それによって、転がり抵抗
が減少することにより、燃費を改善させ、又、粉塵や騒
音の発生を抑制して走行することが出来る。

【００３３】又、スタッド 3の損耗はその表面の硬化処
理層により抑制される。

【００３４】更に、スタッド 3のベースマウント 4がト
レッド 2内にて外方に張り出して小判状に形成されてい
ることにより、該スタッド 3がタイヤ 1から脱落するの
を確実に防止する。又、経時的使用においても、該スタ
ッド 3の脱落はなく、該スタッド 3の中央部が断面略方
形に形成され、ベースマゥント 4の小判状の形状に加え
底部の逆Ｖ字のノッチ11が設けられているため、該スタ
ッド 3が回動することがなく、垂面 6，立面 7の位置が
変わったり、左右方向，前後方向のフック作用に支承を
きたすこともない。

【００３５】又、ベースマウント 4の基部には小判状部
が形成され底面に逆Ｖ状のノッチ11が設けられているこ
とにより、回り止め機能を有しながらも、トレッド 2に
対して損傷を与えることがない。

【００３６】そして、上述実施の形態は通常の一般の乗
用車に適用した態様であるが更に図７に示す形状にする
のも可能であり、スタッド 3のトレッド 2内に於ける回
り止めが図れる。

【００３７】即ち、スタッド 3の露出部が拡大されて
も、図示しない路面に対する損傷を防止するようにされ
てタイヤ 1内の空気圧に対する設定閾値を介して保持す
ることによりベースマゥント 4の規格は変更しない。

【００３８】

【他の実施例】尚、この出願の発明の実施形態は各上述
実施例に限られるものでないことは勿論であり、例え
ば、スタッド 3先端を湾曲状にしてもよい等種々の態様
が採用可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、基本的
に、チェ―ン装着に比べ、極めて走行安定性に優れてい
るというスパイクタイヤの利点を生かしながらも、車両
の左右のスリップやブレ―キ操作時のスリップを確実に
減少させ、安全性をより向上させることが出来、スムー
ズなオールシーズン的な走行が無公害裡行えるという優
れた効果が奏される。

【００４０】又、スタッドの露出した先端にかけてタイ
ヤの側面に対して平行に形成した両垂面とタイヤ側面に
対して垂直に形成した両立面とが設けられていることに
より、例えば、コ―ナを走行している場合の後輪の左右
方向のスリップに対しては両垂面でスリップによるオー
バーランを防止し、又、フローティング部から先部によ
る露呈現象によりブレ―キ操作時、及び、発進時に生ず
る前後方向のスリップに対してはタイヤのトレッドが周
方向に変形すること等をタイヤのトレッドのゴムの弾性
及びフローティング効果を介して利用して両方の立面で
これを防止し、走行安定性を維持したままチェ―ン装着
の場合のような雪面に対する確実な食込みが実現される
という優れた効果が奏される。

【００４１】更に、中央部が断面略方形に形成され外方
に張り出した基部が小判状に形成されていることにより
スタッドがタイヤのトレッド内でガタツキを起こしたと
しても、ピンは回転することがなく、両垂面、及び、両
立面の方向が変化し、スタッドのスパイク作用に悪影響
を及ぼさず、又、先端基部がトレッドに損傷を与えず、
路面の傷発生や粉塵の発生や騒音の発生がなく燃費も向
上するという優れた効果が奏される。

【００４２】又、スタッドがタイヤの内部の空気圧の閾
値より低い設置圧とすることによりタイヤ 1のトレッド
2にバウンドして該トレッド 2に対し、出没自在にされ
ていることにより、オーバーランを防止し、而して、タ
イヤ1 に指定の空気圧に対し、０．５ｋｇ／ｃｍ² ±の
圧力調整でスタッド 3のエッジ 8の効きをハード、又
は、ソフトにすることが出来、夏季等においては、ソフ
トにすることで路面損傷と発生する粉塵公害と騒音公害
を起こすことがなく、又、季節に応じてタイヤの着脱効
果等をせずにすむことになり、全自動的にスタッドのタ
イヤ周面に対する出没が行え、したがって、オールシー
ズンの装着走向が出来るという優れた効果が奏される。

【００４３】そして、振動も少ないために快適な走行が
得られるというメリットもある。

【００４４】更に、スタッドの端部のベースマウントに
ノッチが設けられていることによりトラックやバス等の
大型車両に装着する場合であってもその脱落、回転が生
じないというメリットがある。

【００４５】加えて、構造がシンプルであり、使用の信
頼性も高く軽量であるために、コスト的にも安くつき軽
量化と省エネルギーの時代感覚に適合するという利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例の全体正面図。

【図２】側面図。

【図３】平面図

【図４】各々氷雪道路制動時、氷雪道路発進時、通常路
面走行時の状態を示す断面図である。

【図５】各々氷雪道路制動時、氷雪道路発進時、通常路
面走行時の状態を示す断面図である。

【図６】各々氷雪道路制動時、氷雪道路発進時、通常路
面走行時の状態を示す断面図である。

【図７】スタッド構造の他の態様の態様図であり、
（イ）はその側断面図、（ロ）はその縦断面図。

【符号の説明】

1…タイヤ 2…トレッド 3…ピン 6、 6…垂面 7、 7…立面 4…ベースマウント 3´ フローティング部 8 エッジ部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイヤのトレッドに埋設されると共に先端
   がタイヤ外周面に先端部が平面的に露呈状に形成されて
   おり、該先端部に一体的に設けられているシャンクに対
   して平行に形成した両垂面とタイヤ側面に対して直交し
   て形成した両立面とが上記シャンクに相隣って設けら
   れ、中央部が断面略方形に形成され外方に張り出した基
   部が小判状に形成され、 トレッドに埋設されたスタッドが該トレッドのゴム弾性
   とフローティング機能を介して選択的に左右に傾斜して
   出没自在にされ、タイヤのトレッドの圧力の閾値に対
   し、該トレッドの内部に埋設されたスタッドの基部のベ
   ースマゥントが上下に応動して路面を損傷させないタイ
   ヤのスタッド構造において、上記露呈部がその縁部にシ
   ャープなエッジ部を形成して該露呈部がタイヤのトレッ
   ドと共に調和して磨耗し、該ベースマゥントのタイヤ表
   面側と逆方向の面にタイヤの円周方向に沿うノッチが形
   成されていることを特徴とするタイヤのスタッド構造。
2. 【請求項２】上記シャンク部にはテーパー部を介して上
   記ベースマウントが一体的に固設されていることを特徴
   とする請求項１記載のタイヤの弾性構造。
3. 【請求項３】上記スタッドのシャンク部の両垂面と両立
   面の周壁に硬化層が形成され、上記ベースマゥントの底
   面が湾曲状に形成されていることを特徴とする請求項
   １，２いづれか記載のタイヤのスタッド構造。
4. 【請求項４】該シャンクの断面がタイヤと同色にされて
   いることを特徴とする請求項３記載のタイヤのスタッド
   構造。
5. 【請求項５】上記ノッチが逆Ｖ形状にされていることを
   特徴とする請求項２記載のタイヤのスタッド構造。