JP2012501905A - 高耐用性アンチスキッド装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、側部の取付用リングによって車輪に固定される走行ベルトを含む自動車の車輪用のアンチスキッド装置に関する。走行ベルトはカバードヤーンからなる横糸を含む織物からなる。静止摩擦力を低下させることなく耐用年数を延長するため、カバードヤーンからなる横糸は、ある部位において他の部位よりも強固に埋め込まれる。

Description

ドイツ連邦共和国特許出願第ＤＥ １０ ２００８ ０１３ ２３０号（当該出願は先行文献でない）には、自動車用アンチスキッド装置が開示されている。該アンチスキッド装置は、氷上における静止摩擦力（牽引力）を向上させる。

既知のアンチスキッド装置は、タイヤの走行面に位置する走行ベルトを含む。横方向において走行ベルトを案内するために２つの取付用リングが設けられ、該取付用リングは走行ベルトの縦方向縁部に固定されている。該取付用リングは半径方向力を吸収しない。車輪の回転時に走行ベルトに生じる遠心力は、走行ベルト自体のみで吸収される。

静止摩擦力を向上させるため、走行ベルトの縦方向に対し走行ベルトを横断する方向に向けられ、よって車輪の回転軸に平行となる糸は、その一部がカバードヤーンからなっている。走行ベルトの縦方向から見た場合、平滑な表面を有する単純な糸がカバードヤーンからなる糸と交互になっている。カバードヤーンは重合体コアと、螺旋状に該コアを囲繞する被覆糸とからなる。被覆糸はステンレス鋼線からなる。このため、走行ベルトの外面に、被覆糸によりドット状の接触点が形成される。これらの接触点は隆起しており、氷を貫通する。静止摩擦力の向上を可能にするポジティブな係合が形成される。

被覆糸が氷を貫通するために、単位面積（車両重量により異なる）当たりの被覆糸の数は、特定の数を超過してはならない。

カバードヤーンとして作用すべく配置されたこれらの糸をその他の織物部分に結合させることは、重要な要素を表している。これは、結合されたこれらの糸が摩耗したりほつれたりすると、カバードヤーンの静止摩擦力を提供する糸が緩み、その結果、氷上における静止摩擦力が失われるためである。

以上に鑑み、本発明は、高耐用年数を特徴とするアンチスキッド装置を提供することを目的とする。

この目的は、請求項１の特徴を示すアンチスキッド装置によって達せられる。

新規なアンチスキッド装置は、車輪内側と車輪外側とを有する車輪用である。アンチスキッド装置は、タイヤの走行面に配置される走行ベルトを含む。走行ベルトは、相互に略平行に延出する２つの側縁部により画定される。固定手段が各側縁部に結合されている。アンチスキッド装置が取り付けられた状態において、一方の固定手段は車輪内側に、他方の固定手段は車輪外側にある。固定手段は、走行ベルトをタイヤの走行面上に保持するためのものである。固定手段は、走行ベルトが走行面から横方向に移動することを防止するためのものである。

さらに、固定手段は、上記固定手段に生じる遠心力に耐えるものであればよい。

走行ベルト自体は織地からなり、走行ベルトの縦方向を横断する方向に向けられた糸がカバードヤーンからなる。これらのカバードヤーン糸は、走行ベルトの縦方向、従ってタイヤの周方向に配置される糸によって残りの織物部分に結合される。

耐摩耗性を向上させるため、走行ベルトの縦方向に延在する帯状部が少なくとも２本、好ましくは３本走行ベルト上に設けられている。これにより、上記帯状部におけるカバードヤーン糸の結合は上記帯状部の外側の部位におけるそれよりも強い。

結合を強化することにより、縦方向に延在する極めて多数の糸がカバードヤーン糸を保持するため、耐摩耗性が向上する。他方、静止摩擦力が実質的にカバードヤーンの被覆糸により定義されるという事実から、結合が強化された帯状部の間の部位に極めて良好な静止摩擦力比が生じるため、静止摩擦力の著しい低下は生じない。結合を強化した部位では、結合する糸がカバードヤーンの被覆糸を部分的に被覆し、この結果被覆糸が示す作用が減損することから、これらの被覆糸の使用は特に好ましいわけではない。しかし、これらの帯状部間の部位においては、被覆糸は氷表面と間断なく係合することが可能である。

アンチスキッド装置がカバードヤーン糸を含み、そのためこれらの糸が車輪軸と平行である場合、有用である。

カバードヤーンは、コアすなわち中心と、好適にはステンレス鋼からなる被覆糸からなってもよい。

カバードヤーンのコアすなわち中心の直径は０．２ｍｍ〜１．０ｍｍである。

単一の被覆糸の場合、２つの隣接する螺旋糸（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎｓ）間の空間またはピッチは、０．３ｍｍ〜４ｍｍの範囲をとる。

被覆糸と氷面との間の接触点の数を最適化するため、走行ベルトの周方向において測定される隣接するカバードヤーンの糸の間の空間を０．３ｍｍ〜１０ｍｍとしてもよい。これらの中間空間を、カバードヤーンでない糸で満たしてもよい。

周方向に延在する糸の直径は０．１ｍｍ〜１ｍｍであってもよい。

横断方向に延在する糸との結合を強化する帯状部の幅は３ｍｍ〜４０ｍｍであってもよい。

走行ベルト上における帯状部の配置は、車輪が車道に載置された状態で、結合が強化された帯状部の外側の両側に、横断方向に延在する糸との結合強度が高くない部位が存在するように選択されてもよい。

横断方向に延在する糸との結合強度が高い帯状部では、走行ベルトの縦方向に延在する結合糸の数が、横断方向に延在する糸の長さ方向の１ミリメートル当たり、０．３〜３個であってもよい。

埋め込み糸は、例えばポリエステル、ポリアミド又はケブラーなどの合成マルチフィラメント糸であってもよい。

走行ベルトと取付用リングが可撓性を有する場合、実質上積載が容易となり、有用である。

走行ベルトが、走行ベルト端部が重なる箇所に面状固定具を含む場合、車輪上にアンチスキッド装置を好適に配置できる。

走行ベルトが二重織物からなる場合、特に好適な耐用年数が得られる。二重織物では、結合の方式によって、一方の層の縦糸が他方の層の横糸の周囲に延在する。このように、２つの層は、他方の層上に引き出される縦糸によって相互に堅固に結合される。そのような織物では、車道に接触する外側層が摩耗し、穴が開いてしまった場合、外側層の下の損害を受けていない層が穴の縁部を所定位置に固定する。そうすることで、外側層に形成された穴が拡大しにくくなるため、走行ベルトの更なる弛緩を明白に遅延させる。

これ以外では、本発明の拡張は下位請求項の主題である。

車輪の内側側面が示されている、本発明のアンチスキッド装置を備えた車輪である。 車輪の外側が示されている、図１と同様の車輪である。 走行ベルトの詳細の拡大概略図である。 横断方向に延在する糸の埋め込みを強化した帯状部を示す、本発明のアンチスキッド装置の走行ベルトと車道との接触面である。

以下、図面による説明は、本発明の理解のための各態様を説明する。当業者は、記載されない更なる詳細を、これについて補足している図面を参照することにより通常の方法にて推測できるであろう。多数の変更が可能であることは明らかである。

以下の図面は必ずしも原寸に比例していない。本質的な詳細を図示するため、ある部分が過度に拡大表示されていることがある。更に、図面は簡略化された概観図であり、実用的な実施において潜在的に存在しうる全ての詳細を含んでいるとは限らない。用語「内側」及び「外側」は通常の使用位置に関するものであり、又は自動車に使用される用語である。

図面は、本発明の主題の例示的実施例を示している。

図１及び図２はアンチスキッド装置１が取り付けられた自動車の車輪を示す。図２より明白であるように、自動車の車輪はリムフランジ３において半径方向外側端をなすリム２を含む。空気タイヤ４はリム２に取り付けられる。空気タイヤ４はアンチスキッド装置１によって被覆される走行面を有する。

アンチスキッド装置１は内側の取付用リング５、走行ベルト６及び外側の取付用リング７を含む。走行ベルト６の幅は、タイヤ４の走行面の幅と略同一である。走行ベルト６は相互に平行に延出する２つの縁部８及び９において周方向の終端をなす。

２つの取付用リング５及び７は、走行ベルト６のタイヤ走行面からの脱落を防止するものであればよい。上記リングは遠心力を吸収する必要はない。遠心力は、取付用リング５及び７の作用によらずに、走行ベルト６自体に吸収される。

走行ベルト６は、縦方向においては十分な非弾力性を有し、従って使用時に生じる遠心力により過度に伸張しないように設計された、可撓性を有する平面織物構造である。これに関連して、この過度の伸張は、走行性能を著しく低下させうる伸張を意味するものとして解釈される。

ある点において走行ベルト６は横断方向に分割される。この点には、取付用リング５及び７に向かってある程度の距離延出する、平面面状固定具１１が存在する。このような平面面状固定具の目的及び設計は、ドイツ連邦共和国特許出願第ＤＥ １０ ２００８ ０１３ ２３０．６号に詳細に記載されている。当該特許出願は公開されていない。ここで、当該特許出願を参照する。

外側の取付用リング７は内側の取付用リング５よりも径方向により長く延出している。これは、動作中に車輪内側に存在する車両構成材、すなわちタイロッド端部、ブレーキキャリパなどと衝突しないように後者を設計しなくてはならないためである。従って、上記内側の取付用リングは、リムフランジ３まで延出しないことが望ましい。

外側の取付用リング７は径方向縁部８において始端をなし、内縁部１２まで延出する。取付用リング７自体は永久的に閉じられており、従って周方向で見たときに連続構造体を形成する。上記取付用リングは、ユーザによって開かれあるいは閉じられる必要のあるロック又は連結要素を含まない。

取付用リング７は、１３で示されるニット材の形態をとる平面織物構造からなる。ニット材１３のステッチの横列は径方向に延在し、ステッチの縦列は周方向に延在するように配置されている。リングは、環状構造を形成すべく概略的に示されたシーム１４において縫い合わされた平面ニット材からなる。

内側に位置する取付用リング５は上記リングが例えば走行ベルト６に縫い付けられた半径方向外縁部９において始端をなし、示された構成においてリムフランジ３から離間されて配置された半径方向内縁部１７において終端をなす。内側の取付用リング５も１８で示されるニット材からなる。しかし、この場合、ステッチの縦列は径方向に延出し、ステッチの横列は周方向に向いている。

図３は、走行ベルト６を形成する織物の詳細を示す。図３は本質的な部分のみを図示したものであり、著しく簡略化されている。図３よりわかるように、織物は糸２１、２２、２３、及びこれらを横断する糸２４、２５、２６からなる。糸２１〜２３は、例えば縦糸であり、走行ベルト６の縦方向に延在する。これに対し、糸２４〜２６は横糸であり、走行ベルト６を横断する方向、すなわち車輪１の回転軸と平行に延在する。織物は密に紡織されており、実際は、図示のような隙間のある状態ではない。

縦糸２１〜２３はマルチフィラメント糸である。例えば、縦糸２１〜２３はポリエステルからなる。

糸２４及び２５も重合体マルチフィラメントヤーンである。これに対し、糸２６はいわゆるカバードヤーン糸である。このヤーンは、円筒状の中心又はコア２７と被覆糸２８とからなる。コア２７は重合体モノフィラメントである。これに対し、被覆糸２８はステンレス鋼線である。ステンレス鋼線の直径は好適には０．０５ｍｍ〜２ｍｍである。

これまで、理論上、上記のように構成された走行ベルトの静止摩擦力は、０度未満の適度な温度において、被覆糸２８により形成される隆起がそのままその部位においてポジティブな係合を保証すべく氷表面に沈没するという発想に基づくと仮定されてきた。従って、各接触点における圧力低下が顕著となることから、車道との接触面上で被覆糸２８によって形成される接触点数は多くなりすぎてはならない。従って、接触点数を所望の（適切な）最小数とするため、横断方向に延在する糸２６は、走行ベルト６の縦方向に設けられる対応する数の糸２４及び２５により、相互に離間される。

隣接するカバードヤーン糸２６の間に挿入される糸２４及び２５の数は、タイヤ幅や車両重量など、使用条件によって変わる。最も良好なパラメータはそれぞれ経験的に決定されなければならない。

更に、図はカバードヤーンの各糸２６と交差する縦糸２１〜２３も、更に被覆糸２８と氷表面との間の接触点数の減少に寄与することを示している。その理由は、縦糸２１〜２３の個々のフィラメントが接触点を覆うというだけのものである。接触面が拡大され、この時点で圧力が低下する。

しかし、強度の理由から、縦糸数を随意に減少させることはできない。

静止摩擦力の顕著な低下を伴うことなく良好な耐摩耗性を保証するため、構造が本発明に従って提供される。上記構造の原理が図４に示されている。

図４は、車輪に取り付けられたアンチスキッド装置１の、表面上における接地痕を表す。同図に示された詳細部分の拡大図において、カバードヤーンからなる横糸は太線で表され、横糸２４及び２５、並びに縦糸２１〜２３に使用されるマルチフィラメントは細線で表されている。

その機械的性質のため、カバードヤーンは比較的剛性が高く、従って、それらは、横糸２４及び２５に使用されるマルチフィラメントと同様の蛇行形状をとることを強いられない。従って、カバードヤーンにより形成される横糸は、織地の中に入っているというより、織地に結合されているように見える。

同様の好適な静止摩擦力を有しつつ所望の耐摩耗性を得るため、走行ベルト６の縦方向に延在する３つの帯状の部位３０、３１、３２が、図４から見て取れる。帯状部３０は、ライン３３によって表される接地面積の縁部から一定距離を隔てて、１つの側縁部に隣接して位置する。帯状部３２も、接地面積の縁部から一定距離にある。従って、接地面積が最も大きくなる力が生じるタイヤの部位において、区分された２つのエリア３４及び３５が形成される。

もう一つの帯状部３１は側方の帯状部３０及び３２の間の中心に位置する。

帯状部３０、３１、３２の織物結合方式は、帯状部３０、３１、３２の外側の部位の織物結合方式とは異なっている。帯状部３０、３１、３２の部位では、カバードヤーンの横糸２６は、帯状部３０、３１、３２の外側の部位と比べ、縦糸２１及び２３を利用してより強く埋め込まれている。帯状部３１の拡大断面から明らかであるように、帯状部の部位において横糸２６に数本の縦糸２１〜２３が交差している。帯状部３０〜３２の外側の部位では、示された拡大断面から明らかであるように、横糸２６の埋め込み強度は明らかに高くない、すなわち横糸２６に明らかに少ない数の縦糸２１〜２３が交差している。この結果、静止摩擦力を生じるカバードヤーンの横糸は、走行ベルト６の外側部分では比較的長距離にわたって延在し、縦糸によって「隠されて」いないことが達成された。カバードヤーンの横糸２６が走行ベルトの外側部分で平坦に配置されているところでは、被覆糸２８が上述の如く作用することが可能となる。しかし、帯状部３０、３１、３２内のように、埋め込みが強化されている部位では、横糸２１〜２３により被覆糸２８の氷表面との接触が制限される。これは、図３に示されるように、比率が大きいことに起因する。

以下の経験的に決定されたパラメータは、所与の車両重量及び特定のタイヤ幅において有用であることが分かった。
部位３０、３１、３２の縦糸密度：二重織物 糸２４本／ｃｍ
部位３０、３１、３２の外側の縦糸密度：二重織物 糸２４本／ｃｍ
走行ベルトの外面における部位３０、３１、３２の内側の、カバードヤーンの横糸と交差する隣接した縦糸間の距離：１ｍｍ
走行ベルトの外面における部位３０、３１、３２の外側の、カバードヤーンの横糸と交差する隣接した縦糸間の距離：２ｍｍ

表に示されるように、縦糸密度は帯状部３０、３１、３２の内側及び外側において同一である。差異は、帯状部３０、３１、３２の外側の縦糸が、車道と対向しない側でより多くの横糸を被覆する状況にある。

このようにカバードヤーンの横糸を異なる強度で埋め込むことにより、良好な静止摩擦力を保持しながら、遠心力及びアンチスキッド装置と車道との間に存在する力によって、個々の縦糸が、カバードヤーンの横糸を見えなくすることが保証される。これらの縦糸は走行ベルトに固定されたままであり、引裂が生じてもその作用を継続することが可能である。

織物が図３に示されるような単層織物としてではなく、いわゆる二層織物として設計されている場合、更なる改良が達成できる。「二層織物」の概念は織物技術において知られており、また二層織物がどのように設計されているかも知られている。従って、ここでは大まかな説明を行う。

二層織物では、一方の層の縦糸が他方の層に結合されるように予め決められた距離導かれる。この結果、２つの織物層の縦糸がそれぞれ他の層の横糸の周囲に交互にループを形成する。従って、２つの層は、一方の層から引き出されると共に他方の層の横糸を囲繞する縦糸により交互に、相互に結合されている。

このような二層織物に穴が生じた場合、穴の縁部が下層に結合されていることからこれらの縁部は所定位置に固定され、織物は当該穴の縁部からそれ以上引裂かれることはない。言い換えれば、穴がある場合、第二の層、すなわち外側層とタイヤの間に位置する内側層は、一種の縫い付けパッチを形成する。

自動車の車輪用アンチスキッド装置は、側方の取付用リングにより車輪に固定される走行ベルトを含む。走行ベルトは、カバードヤーンからなる横糸を含む織地で形成される。好適な静止摩擦力を維持しつつ耐用年数を延長するため、カバードヤーンからなる横糸は、ある部位において他の部位よりも強固に埋め込まれる。

Claims (15)

1. 車輪内側、車輪外側及び走行面を有する自動車の車輪用アンチスキッド装置（１）であって、前記装置は、
   前記アンチスキッド装置（１）が取り付けられた際に前記車輪内側に配置される第一の固定手段（５）と、
   前記アンチスキッド装置（１）が取り付けられた際に前記車輪外側に配置される第二の固定手段（７）と、
   前記アンチスキッド装置（１）が取り付けられた際に前記走行面に配置される走行ベルト（６）であって、車道との間に接触面を形成すると共に側方における２つの縦方向縁部（８及び９）を有し、前記縁部のうち一方は前記第一の固定手段（７）と結合され、前記縁部のうち他方は前記第二の固定手段（５）と結合される、前記走行ベルト（６）と、
   を含み、
   前記走行ベルト（６）は、交差糸（２１〜２６）による織物を含み、
   前記織物は相互に弁別可能な少なくとも２つの帯状部（３０〜３２）を含み、
   前記帯状部は前記車輪の周方向に延在し、
   一部の糸（２６）がカバードヤーンからなる、
   アンチスキッド装置。
2. 前記カバードヤーンの糸（２６）が、前記帯状部（３０〜３２）の内側において、前記帯状部の外側と比べて強く埋め込まれることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
3. 前記車輪の軸と平行に配置された前記糸（２６）の各々がカバードヤーンからなることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
4. 前記ヤーン（２６）のコア（２７）を囲繞する前記カバードヤーン（２６）の被覆糸（２８）が金属ワイヤ、好適にはステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
5. 前記カバードヤーン（２６）の前記コア（２７）の直径が０．２ｍｍ〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
6. ２つの隣接する螺旋の被覆糸（２８）の間の距離が０．３ｍｍ〜４ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
7. 前記走行ベルト（６）の周方向において測定されるカバードヤーンの２つの隣接する糸（２８）の間の距離が０．３ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
8. 周方向に延在する糸（２１〜２３）の直径が０．１ｍｍ〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
9. 横断方向に延在する糸（２６）の埋め込みが強化された帯状部（３０〜３２）の幅が３ｍｍ〜４０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
10. 前記帯状部（３０〜３２）は、前記走行ベルト（６）上において、車輪が車道に載置された状態で、結合が強化された外側の帯状部の両側に、横断方向に延在する糸の結合強度が高くない部位（３４及び３５）が存在するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
11. 前記横断方向に延在する糸（２６）の結合強度が高い前記帯状部（３０〜３２）において、前記（６）走行ベルトの縦方向に延在する結合糸（２１〜２３）の数が、横断方向に延在する糸（２６）の縦方向の１ミリメートル当たり、０．３〜３個であることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
12. 前記結合糸（２１〜２３）は重合体マルチフィラメントであることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
13. 前記走行ベルト（６）及び前記取付用リング（５、７）が可撓性を有することを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
14. 前記走行ベルト（６）が、前記走行ベルト（６）の端部が重なる平面の面状固定具（１１）を含むことを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。
15. 前記走行ベルト（６）が二層織物からなることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッド装置。

Images