JP2010111130A - スパイクタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、スパイクタイヤの氷上性能を向上させるとともに、スパイクピンの脱落を抑制する。
【解決手段】スパイクタイヤのショルダーブロック２２に形成される、スパイクピンを打ち込むためのピン孔２３の周りに、トレッド表面側からみると環状で断面形状が台形状であるような、トレッドゴムがショルダーブロック２２の表面２２ｋよりも隆起している隆起部２４を設けて、走行中にスパイクピンがゴム中に沈み込んだ状態になった場合でも、スパイクピン周辺のゴムの沈み込み量が少なくなるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、トレッド表面にスパイクピンが打ち込まれているスパイクタイヤに関するもので、特に、スパイクタイヤのピン周りの形状に関する。

冬用タイヤとして、タイヤトレッドの陸部サイプを設けるとともに、このサイプが形成された陸部にスパイクピンを打ち込んだスパイクタイヤが知られている。上記スパイクピンとしては、一般には、図６（ａ）に示すような、円柱形のボディー２０ａとこのボディー２０ａの先端側に圧入されたチップ２０ｂと上記ボディー２０ａの基端側に設けられた抜け防止用のフランジ２０ｃとを備えたスパイクピン２０が用いられている。このスパイクピン２０は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、トレッドの陸部４１の表面に予め開けられたピン孔４２に打ち込まれる。上記スパイクピン２０は、通常、チップ２０ｂの先端とボディー２０ａの先端とが、上記陸部４１の表面からｈ＝１ｍｍ程度突き出された状態で打ち込まれるので、タイヤが氷路上を走行する際には、トレッド表面から突出した上記チップ２０ｂと上記ボディー２０ａとが氷を引掻いてタイヤの摩擦抵抗を増大させるので、高い氷上性能を確保することができる（例えば、特許文献１，２参照)。
特開２０００−１４２０３６号公報 特開平１０−５３００９号公報

ところで、上記スパイクピン２０は、トレッド表面から突き出しているため、図７に示すように、スパイクピン２０が走行中のタイヤ４０の接地面内にあるときには、上記スパイクピン２０は瞬間的に路面５０から押される。そのため、スパイクピン２０は、ピン下のゴムが潰されてゴム中に沈み込んだ状態になる。このとき、上記スパイクピン２０周辺のゴム４３ｐ，４３ｑは、スパイクピン２０の沈み込みによりトレッドの内面側に引っ張られるため、路面５０から浮いた状態となる。実際に、スパイクタイヤの接地プリントを観察してみると、スパイクピン２０のボディー２０ａの径よりも大きな未接地部分が発生していることがわかる。
このように、スパイクピン２０の周囲に未接地部分が生じると、トレッドの接地面積が減少するため氷路でのグリップ力が低下してしまうといった問題点があった。ちなみに、接地面積の減少は、接地面内にあるスパイクピンの本数にもよるが、おおよそ１〜３％程度である。また、上記のように、スパイクピン２０の周囲に未接地部分ができると、路面５０からの衝撃力によるスパイクピン２０の倒れこみが大きくなり、スパイクピン２０が脱落し易くなるといった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、スパイクタイヤの氷上性能を向上させるとともに、スパイクピンの脱落を抑制することを目的とする。

本願の請求項１に記載の発明は、タイヤのトレッド表面に形成された複数本の溝と、上記溝により区画された陸部と、上記陸部に形成されたピン孔と、このピン孔に打ち込まれたスパイクピンとを備えたスパイクタイヤであって、上記ピン孔の周りに、トレッドゴムが当該ピン孔が形成される陸部の表面よりも隆起している隆起部が設けられていることを特徴とするもので、これにより、スパイクピンの沈み込みに起因する、スパイクピン周辺のゴムの路面からの浮き上がりを防止することができるので、接地面積の低下を最小限にすることができるとともに、スパイクピンの倒れ込みを抑制することができる。したがって、氷路や雪路でのグリップ力の低下及びスパイクピンの脱落を抑制することができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスパイクタイヤにおいて、上記隆起部を、隆起の高さが当該隆起部の立ち上り側では低く上記ピン孔に近づくにつれて高くなっているようにしたもので、これにより、スパイクピン側近くのゴムを沈み込むことなく接地させることができるので、氷路や雪路でのグリップ力を更に向上させることができる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のスパイクタイヤにおいて、上記隆起部の形状を、上記ピン孔の中心線の延長方向からみると環状で、上記ピン孔の中心線を含み上記中心線に平行な面で切ったときの断面が、当該陸部表面から直線状または円弧状または階段状に立ち上がる傾斜部と、この傾斜部の上記ピン孔の開口部側の端部と同じ高さの当該ピン孔が形成される陸部表面に平行な平面部とを備えた形状としたものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のスパイクタイヤにおいて、上記隆起部の形状を、上記ピン孔の中心線の延長方向からみると環状で、上記ピン孔の中心線を含み上記中心線に平行な面で切ったときの断面が、当該陸部表面から立ち上がる円弧状の斜面部を有し、上記斜面部の円弧は上記ピン孔の開口部側の接線の傾きが当該ピン孔が形成される陸部表面に平行であるような形状としたものである。
隆起部の形状を上記のようにすることで、スパイクピンを確実に保持できるので、スパイクピンの倒れ込みを更に抑制することができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係るスパイクタイヤ１０の構成を示す断面図で、同図において、１１はビード部、１１Ｃはビードコア、１２はカーカス層、１３ａ，１３ｂはベルト層、１４はトレッド、１５はサイドトレッドである。
カーカス層１２は、ビード部１１に配置された１対のビードコア１１Ｃにトロイド状をなして跨るように設けられた、当該スパイクタイヤ１０の骨格を成す部材で、このカーカス層１２のクラウン部のタイヤ径方向外側に２枚のベルト層１３ａ，１３ｂが配置されている。上記ベルト層１３ａ，１３ｂは、それぞれ、スチールコードもしくは有機繊維を撚ったコードを、赤道方向に対して２０°〜７０°の角度で交錯するように配置したもので、タイヤ径方向内側に配置されるベルト層１３ａのコードの延長方向とタイヤ径方向外側に配置されるベルト層１３ｂのコードの延長方向とは互いに交錯している。
トレッド１４は上記ベルト層１３ａ，１３ｂのタイヤ径方向外側に配置されたゴム部材（トレッドゴム）で、このトレッド１４の表面には、タイヤ周方向に沿って延長するように設けられた複数本の主溝１６が形成されており、これらの主溝１６により複数の陸部１７Ａ，１７Ｂ，１８が区画される。陸部１７Ａはタイヤセンター部に位置する中央陸部で、陸部１７Ｂは上記中央陸部１７Ａのタイヤ幅方向の両外側に位置する外側陸部、陸部１８は上記外側陸部１７Ｂのタイヤ幅方向の両外側に位置するショルダー側陸部である。上記各陸部１７Ａ，１７Ｂ，１８の表面には、複数のサイプ１９が形成されており、上記ショルダー側陸部１８と上記外側陸部１７Ｂとには複数のスパイクピン２０が打ち込まれている。なお、本例では、スパイクピン２０として、図６に示した、スパイクピン２０と同じものを用いている。
サイドトレッド１５は上記トレッド１４の端部からタイヤのサイド部に延長して上記カーカス層１２を覆うゴム部材である。
なお、同図において、符号１３ｃは、上記スパイクピン２０によるピン下（タイヤ径方向内側）のゴムのへたりにより、スパイクピン２０が陥没してタイヤ径方向外側のベルト層１３ｂに突き刺さるのを防止するために設けられた、有機繊維等から成るコードを備えたベルト保護層である。

本例では、上記ショルダー側陸部１８を、上記主溝１６とこの主溝１６に交差するラグ溝２１とにより区画された複数のショルダーブロック２２がタイヤ周方向に沿って配列されたブロック列から構成した。上記ショルダーブロック２２には、図２（ａ）に示すように、複数のサイプ１９とスパイクピン２０を打ち込むためのピン孔２３とが形成されている。上記ピン孔２３は、図２（ｂ）に示すように、導入部２３ａとピン保持部２３ｂとを備えている。導入部２３ａは、トレッド表面側に開口する、その径がトレッド内部に行くにしたがってテーパー状に小さくなっている、断面形状が略台形の空隙部である。ピン保持部２３ｂは上記導入部２３ａに連通する、その径がスパイクピン２０のボディー２０ａの径よりも小さな径を有する空隙で、スパイクピン２０のフランジ２０ｃが収納される部分ではその径が若干広がっている。なお、上記外側陸部１７Ｂにも、上記ピン孔２３と同様のピン孔が形成されている。
本例のショルダーブロック２２の上記ピン孔２３の周りのトレッドゴムは、当該ピン孔２３が形成される陸部であるショルダーブロック２２の表面２２ｋよりも隆起している。このピン孔２３の周りのトレッドゴムが隆起している部分を、以下、隆起部２４という。なお、ショルダーブロックの表面２２ｋは、詳細には、上記ピン孔２３とその周辺及びサイプ１９が形成されている部分を除く、ショルダーブロック２２を構成するトレッドゴムの表面を指す。
上記隆起部２４の形状は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、上記ピン孔２３の中心線の延長方向であるトレッド表面側からみると環状であり、上記ピン孔２３の中心線を含み上記中心線に平行な面で切ったときの断面形状が台形状である。すなわち、上記隆起部２４は、ショルダーブロックの表面２２ｋから直線的に立ち上がる斜面部２４ａと、この斜面部２４ａと上記ピン孔２３の開口部２３ｓとの間に設けられた平面部２４ｂとを備えている。上記平面部２４ｂは、当該ピン孔が形成される陸部であるショルダーブロック２２の表面２２ｋに平行であり、かつ、隆起の高さは、上記斜面部２４ａの最大高さである斜面部２４ａのピン孔２３の端部側の高さに等しい。なお、上記外側陸部１７Ｂに形成されるピン孔の周りのトレッドゴムも、上記隆起部２４と同様の隆起部を有している。

上記ピン孔２３が形成されているトレッドゴムは弾性を有するので、図３（ａ）に示すように、スパイクピン２０のボディー２０ａをスパイクガン等の図示しない打ち込み用工具の爪６０で把持しながら上記ピン孔２３へ圧入するなどすれば、スパイクピン２０をピン孔２３へ容易に打ち込むことができる。これにより、スパイクピン２０は、図３（ｂ）に示すように、チップ２０ｂの先端とボディー２０ａの先端とがショルダーブロック２２の表面２２ｋから隆起した隆起部２４（もしくは、外側陸部１７Ｂの表面から隆起した隆起部）から突き出された状態で打ち込まれることになる。このとき、上記スパイクピン２０は、従来通り、ショルダーブロック２２の表面２２ｋ（もしくは、外側陸部１７Ｂの表面）よりも１ｍｍ程度突き出すように打ち込むことが好ましい。例えば、上記隆起部２４のショルダーブロック２２の表面２２ｋからの高さが０．２ｍｍである場合には、上記スパイクピン２０の先端を、上記隆起部２４から０．８ｍｍ程度突き出すように打ち込めばよい。
本例のスパイクタイヤ１０では、上記スパイクピン２０の周囲のゴムが、ショルダーブロック２２の表面２２ｋよりも隆起しているため、図４に示すように、スパイクピン２０が走行中の接地面内において路面５０から押されて、ゴム中に沈み込んだ状態になった場合でも、上記スパイクピン２０周辺のゴム２２ｐ，２２ｑの沈み込み量は、従来に比べてはるかに少なくなる。したがって、同図の幅ｗで示す、スパイクピン２０が接地面にあるときの環状の未接地部分の幅を、同図の幅Ｗで示す従来の環状の未接地部分の幅よりも大幅に低減することができる。これにより、トレッドの接地面積の減少を最小限に抑えることができるので、氷路でのグリップ力を向上させることができるとともに、スパイクピン２０の倒れこみを抑制して、スパイクピン２０の脱落を少なくすることができる。

このように本最良の形態では、スパイクタイヤ１０のショルダーブロック２２に形成される、スパイクピン２０を打ち込むためのピン孔２３の周りに、トレッド表面側からみると環状で断面形状が台形状であるような、トレッドゴムがショルダーブロックの表面２２ｋよりも隆起している隆起部２４を設けて、走行中においてスパイクピン２０がゴム中に沈み込んだ状態になった場合でも、スパイクピン２０周辺のゴム２２ｐ，２２ｑの沈み込み量を少なくなるようにしたので、スパイクピン２０周りの未接地部分を大幅に低減することができる。したがって、トレッドの接地面積の減少を抑制して、氷路でのグリップ力を向上させることができるとともに、スパイクピン２０の倒れこみを抑制することができるので、スパイクピン２０の脱落についても抑制することができる。

なお、上記最良の形態では、ショルダーブロック２２と外側陸部１７Ｂとにスパイクピン２０を打ち込んだスパイクタイヤ１０について説明したが、これに限るものではなく、ショルダーブロック２２のみにスパイクピン２０を打ち込んでもよい。
また、スパイクタイヤのトレッドパターンについても何ら制限されることはないことはいうまでもない。また、上記ピン孔２３に打ち込むスパイクピンの形態についても、上記図３に示したスパイクピン２０に限らず、チップがなく、ボディーが円筒状であるような、他の形態のスパイクピンを用いてもよい。
また、上記例では、隆起部２４の断面形状を台形状としたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、図５（ａ）に示すように、隆起部２４の斜面部２４ａを、平面部２４ｂに近づくにつれて傾きが大きくなるような円弧状としたり、図５（ｂ）に示すように、平面部２４ｂに近づくにつれて傾きが小さくなるような円弧状としてもよい。あるいは、図５（ｃ）に示すように、隆起部２４の斜面部２４ａを階段状にしても、同様の効果を得ることができる。
また、図５（ｄ）に示すように、断面形状を中心がトレッドの内側方向にあるような円弧状としてもよい。この場合、上記円弧のピン孔２３の開口部２３ｓ側の接線の傾きがショルダーブロックの表面２２ｋとほぼ平行になるようにすれば、ピン孔２３周りはほぼ平面状になるので、別途平面部２４ｂを設ける必要はない。

図６（ａ）に示すような、ピン孔周りの形状がフラットであるスパイクタイヤ（従来例）と、ピン孔周りに隆起部が設けられた本発明によるタイヤ（本発明）とを準備し、上記各タイヤを試験車両に搭載して初期氷上性能試験とピン抜け試験とを行った結果を以下の表１に示す。なお、上記隆起部の形状は、図２（ｂ）及び図５（ａ）〜（ｄ）に示した５種類のピン孔を有するタイヤをそれぞれ作製して試験した。隆起部をトレッド表面から見たときの環の最外径は９〜１０ｍｍの範囲にあり、トレッド表面からの高さは０．１〜０．３ｍｍの範囲にある。また、図２（ｂ）及び図５（ａ）〜（ｃ）に示した平面部を有する隆起部では、平面部の最外径は、６〜７ｍｍの範囲にある。

初期氷上性能は発進トラクション性能により評価した。具体的には、車速１０ｋｍ／ｈで氷上を走行した後、アクセルを踏んで加速し車速が３５ｋｍ／ｈに到達するのに要する時間(加速時間)を測定し、従来例を１００とした指数で評価した。数字が高い程加速時間が短く、発進トラクション性能が高い。
ピン抜け試験条件は、ピン打ち込み本数を１１０本／タイヤとし、１５０００ｋｍ走行後のピン残存本数から、ピン抜け率（％）を算出し、従来例を１００とした指数で評価した。なお、ピン抜け率（％）＝（ピン残存本数／ピン打ち込み本数）×１００である。数字が高い程ピン残存本数が多い。
表１から明らかなように、ピン孔周りに隆起部を有する本発明のスパイクタイヤの方が、従来のスパイクタイヤに比べて、初期氷上性能が高く、ピン抜け率についても同等以上であることが確認された。

このように、本発明によれば、スパイクピンの脱落を抑制しつつ、氷上性能を向上させることのできるスパイクタイヤを得ることができるので、車両の走行安全性を一層向上させることができる。

本発明の最良の形態に係るスパイクタイヤの構成を示す図である。 本最良の形態に係るピン孔の形状を示す図である。 スパイクピンの打ち込み状態を示す図である。 走行中のスパイクピン周りのトレッドゴムの接地状態を説明するための図である。 本発明によるピン孔の他の形状を示す図である。 従来のピン孔の形状とスパイクピンの打ち込み状態を示す図である。 従来のスパイクタイヤにおける走行中のスパイクピン周りのトレッドゴムの接地状態を説明するための図である。

符号の説明

１０ スパイクタイヤ、１１ ビード部、１１Ｃ ビードコア、１２ カーカス層、
１３ａ，１３ｂ ベルト層、１４ トレッド、１５ サイドトレッド、１６ 主溝、
１７Ａ 中央陸部、１７Ｂ 外側陸部、１８ ショルダー側陸部、１９ サイプ、
２０ スパイクピン、２０ａ ボディー、２０ｂ チップ、２０ｃ フランジ、
２１ ラグ溝、２２ ショルダーブロック、２２ｋ ショルダーブロックの表面、
２２ｐ，２２ｑ スパイクピン周辺のゴム、２３ ピン孔、２３ａ 導入部、
２３ｂ ピン保持部、２３ｓ 開口部、２４ 隆起部、２４ａ 斜面部、
２４ｂ 平面部、５０ 路面。

Claims (4)

1. タイヤのトレッド表面に形成された複数本の溝と、上記溝により区画された陸部と、上記陸部に形成されたピン孔と、このピン孔に打ち込まれたスパイクピンとを備えたスパイクタイヤであって、上記ピン孔の周りに、トレッドゴムが当該ピン孔が形成される陸部の表面よりも隆起している隆起部が設けられていることを特徴とするスパイクタイヤ。
2. 上記隆起部は、隆起の高さが当該隆起部の立ち上り側では低く上記ピン孔に近づくにつれて高くなっていることを特徴とする請求項１に記載のスパイクタイヤ。
3. 上記隆起部の形状は、上記ピン孔の中心線の延長方向からみると環状であり、上記ピン孔の中心線を含み上記中心線に平行な面で切ったときの断面は、当該陸部表面から直線状または円弧状または階段状に立ち上がる傾斜部と、この傾斜部の上記ピン孔の開口部側の端部と同じ高さの当該ピン孔が形成される陸部表面に平行な平面部とを備えていることを特徴とする請求項２に記載のスパイクタイヤ。
4. 上記隆起部の形状は、上記ピン孔の中心線の延長方向からみると環状であり、上記ピン孔の中心線を含み上記中心線に平行な面で切ったときの断面は、当該陸部表面から立ち上がる円弧状の斜面部を有し、上記斜面部の円弧は上記ピン孔の開口部側の接線の傾きが当該ピン孔が形成される陸部表面に平行であることを特徴とする請求項２に記載のスパイクタイヤ。

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