JP2538854B2 - 滑り防止構造及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、滑り防止構造及びその
製造方法に関し、例えばタイヤや靴底等の滑り防止構造
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴムを物体の接地部又は他の部材との接
触部に設け、接地面又は接触面との滑りを防ぐ用い方
は、機械器具や家具にも多く見られる。これは、ゴムの
摩擦力を利用して滑りを防止し、振動力や制動力を高め
るためであり、また、ゴムの柔軟な弾性力を利用した緩
衝手段をも兼ねている。

【０００３】その代表的なものとしては、自動車のタイ
ヤや靴の靴底があげられる。そして、これらの用途にお
いては路面のグリップ力を高めるため、接地面には様々
な模様の溝を形成して滑りを防ぎ、駆動力や制動力を高
める措置が施されている。

【０００４】然し、冬季の雪路や凍結路においては路面
のグリップ力の極端な低下により滑りが発生し対応し得
ないため、スノータイヤの使用やタイヤチェーンの装着
は自動車の運転者に義務づけられている。このような凍
結路面での滑りを防止するため、自動車用のタイヤはそ
のトレッドパターンに種々の工夫が採られているが、ゴ
ムの摩擦力だけでは限界があり、スパイクタイヤが普及
したものの、スパイクによって削られたコンクリートの
粉塵公害によりスパイクタイヤの使用は禁止の傾向にあ
る。

【０００５】スノータイヤのトレッドパターンも雪路に
おいてはグリップ力を発揮するが、凍結路においては同
様に摩擦力に限界がある。他方、タイヤチェーンは雪
路、凍結路の両方に威力を発揮するが、着脱の煩わしさ
からスパイクタイヤに代わるスタッドレスタイヤが普及
し始めている。

【０００６】然し、スタッドレスタイヤもスノータイヤ
の一種であり、金属鋲で凍結路でのグリップを得るスパ
イクタイヤに比べれば駆動力や制動力に格段の差があ
る。このようなことから、スパイクタイヤの使用禁止に
伴う各冬季寒冷地における交通事故が多発化し、スパイ
クタイヤに代わる粉塵公害を伴わないタイヤの開発が待
たれている。

【０００７】また、雪路や凍結路で歩行者が滑って転倒
することが屡あり、怪我をすることもある。タイヤのス
リップによって自動車が予期しない方向に走行方向を変
えた場合、滑って転倒した人が偶その方向に居ると、自
動車がその人を轢いてしまうという大きな事故が起こり
得る。従って、タイヤと同様、靴底にも滑り防止構造を
具備していることが望まれる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたものであって、滑り易い条件下にあっ
ても滑りを効果的に防止し、かつ、不所望な粉塵が発生
することのない滑り防止構造及びその製造方法を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、次のような構成としている。

【００１０】本発明は、ゴムからなる表面層を具備し、
この表面層の表面に露呈するようにかつこの表面に略垂
直に多数の金属短繊維が非突出状態で埋め込まれた構造
を有し、これら金属短繊維の夫々が長さ方向に沿う周面
に多数の鋭い突起と微細なクラックとを有している滑り
防止構造に係る。

【００１１】また、本発明は、上記滑り防止構造を製造
するに際し、切削工具が振動する切削条件で金属を切削
し、長さ方向に沿う周面に多数の鋭い突起と微細なクラ
ックとを有する金属短繊維群を切粉として採取する工程
と、型の表面粘接着材層を設け、前記金属短繊維群を載
置した載置台と前記型とを、前記金属短繊維群と前記粘
着材層とが互いに対向するように位置させ、前記載置台
と前記型との間に高い電界を発生させ、前記金属短繊維
群を飛翔させると共に、飛翔した各金属短繊維を前記粘
着材層に対して略垂直方向に向け、この粘着材層に前記
各金属短繊維の一端を固定する工程と、この固定された
各金属短繊維間の空間をゴムで充填し、このゴム中に前
記金属短繊維を埋め込む工程と、この各金属短繊維を埋
め込んだゴムを前記型から剥離する工程と、前記の各金
属短繊維を埋め込んだゴムを基体に接着する工程とを有
する、滑り防止構造の製造方法に係る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００１３】図１は、実施例による接地部材の一部の断
面図である。同図において、芯材１の内側には皮膜２が
設けられ、他方の側には接着材33を介してゴム層４Ｂが
接合されて夫々が層を形成している。ゴム層４Ｂの地面
６に接する面にはグリップ力を高めるための溝４ａが設
けられ、更にゴム層４Ｂには、接地面を起点として金属
短繊維５Ｂが内部に向かって（即ち非突出状態で）垂直
に埋設されている。

【００１４】図２は、金属短繊維の一部の拡大図であ
る。この金属短繊維５Ｂは、切削加工によって製造され
たものであるが、切削による製造条件とこの形状と表面
構造とがこれを用いる製品の性能を左右する重要な要素
である。図示の如く、金属を切削することによって出来
る金属短繊維５Ｂの長さ方向に沿う周面に形成された、
先端が鋭利な突起５ａと微細なクラック５ｂとが表面積
を増大させ、重要な要素となっている。

【００１５】このような金属短繊維は、例えば旋盤を使
用し、適宜の工具チップにより、所謂ビビリを起こさせ
るような条件で切削することで、切粉として得られる。
上記ビビリは、切削時に工具刃先が振動して起こるもの
で、通常の切削加工では極力避けるようにするものであ
る。上記ビビリは、工具刃先の被加工物に対する接触領
域を大きくすること、工具刃先の切込み深さを大きくす
ること、工具送り速度を大きくすることのいずれか又は
これらの組み合わせによって起こる。

【００１６】そして、そのときに得られる切粉は、図２
に示すような鋭い突起５ａが多数発生すると共に、突起
５ａの谷部では微細なクラック５ｂが発生する。また、
クラック５ｂによって切粉は連続せずに短い寸法で寸断
される。

【００１７】上記のように、通常の切削加工では避ける
ような乱暴な切削条件によって得られた金属短繊維（切
粉）は、金属短繊維５Ｂをゴム内部に埋め込む際に、加
圧又はゴムの侵透力によってクラック５ｂの中までゴム
が入り込んで結合力を増すと共に、鋭利な突起５ａが係
止片（投錨作用をなす係止片）となってゴムの内部に金
属短繊維５Ｂを確実に固定させて抜けないようにする作
用をなす。

【００１８】この金属短繊維５Ｂの材料は用途によって
異なる。自動車タイヤの硬質ゴム用にはステンレス鋼Ｓ
ＵＳ４３０、靴底の軟質ゴム用としてはアルミニウム合
金が好適である。そして、その太さは直径１/100〜１m
m、長さ１〜10mmの範囲で切削して作りだし、硬さ、太
さ、長さ、埋め込み本数などの条件は用途に応じて選定
する。即ち、金属短繊維５Ｂの硬度と太さには相関関係
があり、細い場合には硬度を上げ、太い場合には硬度を
下げ、路面を削って粉塵を発生させないように調整す
る。また、埋め込み本数もゴムの硬度、材質、形状等に
よって異なり、それに応じた値にすることも必要であ
る。

【００１９】接地部材として用いられるゴムは、荷重に
対して表面から収縮変形を起こして衝撃を吸収するが、
そこに埋め込まれた金属短繊維は前述のように、クラッ
クや突起片にて係止し、ゴム保持されながら表面部のみ
が露呈して路面をグリップすることになる。

【００２０】この金属短繊維の埋設方法は、静電植毛加
工によって行っている。図９はパイル（短繊維）植毛装
置の概略図であるが、次にこの植毛装置について説明す
る。

【００２１】この装置は、植毛室22、パイル供給室25及
び制御機構に大別されて構成されている。植毛室22は筐
体を成し、その本体の対向する２側面の中央部に硝子窓
22ｂ、22ｂが設けられ、底板22ａは波状構造になってい
る。波状底板22ａの凹部には回転羽根23が複数設置さ
れ、図示しない駆動源によって夫々が縁故矢印方向に回
転する。そして、最側方の回転羽根上部には中央寄りに
傾斜する風向誘導板24、24が設置されている。

【００２２】電極板25は、数万ボルトの電圧印加によっ
て電界領域25ａを発生させるもので、植毛室22の中央部
に水手に設置され、図示しない電源に結線されている。
被植毛体27は、ローラコンベヤ26によって植毛室へ搬入
される。前記の硝子窓22ｂの一方にはパイルＰの吹出し
口26ａが設けられ、その上方にはフォトトランジスタ29
が設置され、対向する反対側の硝子窓22ｂには発光ダイ
オード28が設置されている。そして、発光ダイオード28
及びフォトトランジスタ29は電極25上方の水平位置に設
けられている。

【００２３】以上のように構成された植毛室22に供給さ
れたパイルＰは室内全体に飛翔し、電極25周辺の電界領
域25ａに達したパイルＰは長さ方向の一端が正に、他端
が負に帯電し、下部をローラコンベヤ30によって連続的
に搬送された被植毛基体27に引着する。即ち、被植毛基
体27は表面には接着材が塗布され、而もローラコンベヤ
30を介して接地されているので、帯電したパイルＰの一
端は、忽ち被植毛基体27の接着材層に埋め込まれたよう
になる。

【００２４】然し、電界領域を脱し植毛に供されなかっ
たパイルＰの殆どは自然に落下する。そこで落下したパ
イルＰは底部に設置された回転羽根23の発する空気流に
よって電界領域25ａへ押し戻される。このようにして絶
えず電界領域25ａに飛翔するパイルＰの密度を所定の範
囲に保つようにしている。

【００２５】パイルＰはパイル供給室25、連結管26を通
って吹出し口26ａから植毛室２の中へ供給される。そし
て、供給量は発光ダイオード28とフォトトランジスタ29
からなるフォトカプラによって測定された植毛室内のパ
イル密度の状態に応じて制御機構31によりコントロール
されている。

【００２６】概要上記のような静電植毛加工の技術を本
実施例の製造工程に繰り入れていることが重要な特徴で
ある。即ち、金属短繊維を均等に而も垂直に埋め込むこ
とが必要であるからである。ところが、非金属の繊維の
場合は絶縁抵抗の高い高分子の有機化合物であり、静電
植毛加工のために、その電気抵抗値を10⁸ オーム程度に
なるように処理が施されている。然し、金属は殆どが電
気抵抗が零に近い良伝導体であるから、理論的には金属
短繊維に電気極性を持たせることはできない。

【００２７】従って、通常の伸延によって生産されてい
る微細な針金を切断して造られた金属短繊維に数万ボル
トの高電圧を印加しても、金属短繊維を飛翔させること
はできない。然し、切削によって造られた図２に示した
形状の金属短繊維は数万ボルトの高電圧の印加によって
飛翔させることができる。

【００２８】これは金属短繊維そのものが極性を持つの
ではなく、表面に生じた無数の微細な突起と、その形状
によって金属短繊維の表面に電界が生じ、恰も極性を持
ったようになり、飛翔運動を起こすものと考えられる。
このことから、前述した条件による切削によって造られ
た金属短繊維であることが、重要な要素たる所以であ
る。

【００２９】次に、本例の製造工程を説明する。静電植
毛により植毛される被植毛体の植毛面に、先ず粘着剤を
塗布する。図３がその塗布状況を示す概略図である。

【００３０】前述のように、接地部材の接地面を起点と
して、接地部材の内部に向けて金属短繊維は埋設される
ので、接地部材の接地面を形成する成形金型８に粘着材
３が容器７から注がれる。この場合、粘着材の粘度は
6,000〜8,000cps、塗布量は 300〜500g／m²が好適であ
る。

【００３１】図４は、金属短繊維の植毛状況を示す要部
の概略図である。図示のように適量の金属短繊維５Ａを
電極９の上に置き、その上部約10cmの位置に粘着材３を
塗布した成形金型８を粘着材塗布面と対向してセット
し、アースする。そして、電極に50〜60KVの高電圧を印
加して静電植毛加工を行うものである。

【００３２】この場合、印加する電圧はプラス又はマイ
ナスのどちらでもよい。植え込む金属短繊維の密度は、
高電圧を印加する時間によってコントロールすることが
できる。従って、前述のパイル植毛はパイル供給機構か
ら、常に植毛室のパイルの飛翔密度に応じてパイルが供
給されて密植されるものであるが、この場合は予め配置
された所要量の金属短繊維が、被植毛体毎に必要な植え
込み密度に調整しながら植毛される点が異なる。

【００３３】上記の工程により飛翔した金属短繊維５Ａ
は、成形金型８の上の粘着材３の層に一端が垂直に植え
込まれる。次は植毛を終え金属繊維５Ｂ群を設置した成
形金型８を温風又は赤外線によって加熱し、粘着材中の
有機溶剤を放出させて金属短繊維５Ｂの固定力を強化す
る。

【００３４】次の工程は図５に示すように、金属短繊維
５Ｂが固定された成形金型に有機溶剤により溶かしたゴ
ム溶融液４Ａを容器７から流し込み、金属短繊維を埋設
させる。注入されたゴム溶融液４Ａは、再度、加熱によ
って有機溶剤を放出させて堅められる。成形金型から取
り出した接地部材の接地面には、再度溶融したゴム溶融
液４Ａを少量塗布して表面の皮膜を形成し、再度乾燥さ
せて滑り防止構造の接地部材のゴム層４Ｂが完成する。

【００３５】以上のようにして完成した接地部材のゴム
層４Ｂを図６に示すように型８から剥がし、ゴム層４Ｂ
に芯材１を接着材33によって接合して図１に示した接地
部材の滑り防止構造が完成する。或いは、ゴム層４Ｂと
芯材１とを接合してから型８を外すようにしても良い。

【００３６】この接地部材の滑り防止構造は、自動車タ
イヤや靴底にも応用が可能である。図７はタイヤの断面
構造を示したものである。図示の如く、タイヤの場合、
金属短繊維５はトレッド10の表面を起点として中央方向
に垂直に埋設されている。従って、トレッド10の路面の
グリップ力に加えて、埋設された金属短繊維５が、Ｔ度
スパイクタイヤのスパイクと同じ原理で路面に作用し、
凍結路面においても駆動力、制動力を発揮してスリップ
を確実に防止する。而も、スパイクのようにコンクリー
ト路面を削るような作用はない上に、無数に配設された
金属短繊維により駆動力、制動力の総合力はスパイクタ
イヤに匹敵する。

【００３７】ゴムの原料に種々の薬品を加えて混練し、
スクリューを内臓した押出し機により型を形成する現行
のタイヤ製造方法においても、本例の構造を備えたタイ
ヤの大量生産も可能である。

【００３８】次に、図８は本例による滑り防止構造を備
えた靴で、一部を破断面として示した図である。この靴
16の靴底17に前述のタイヤと同様に接地面を起点として
金属短繊維18が垂直に埋設されている。この場合、タイ
ヤと違って軽量を支えるものであるから、アルミニウ合
金製の金属短繊維を用いている。このような構造のゴム
底が中底19に接合されている。

【００３９】これにより、冬季の凍結路面においても軟
質のゴム底のため、軽重量による加圧によっても金属短
繊維18が接地面に露呈して凍結路面を確実にグリップす
ることにより、スリップが確実に防止される。

【００４０】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明の技術的思想に基いて種々の変形を前記実施例に加え
ることができる。

【００４１】例えば、タイヤ靴底以外にも、粉塵の発生
を嫌う機械装置内のブレーキ機構や工場、倉庫における
搬送物の所定位置での停止のためのブレーキ機構に本発
明を適用して同様の効果が奏せられる。

【００４２】

【発明の作用効果】本発明は、長さ方向に沿う周面に多
数の鋭い突起と微細なクラックとを有する金属短繊維が
多数、ゴムの表面層に露呈するようにかつ表面に略垂直
に埋め込まれているので、滑り易い条件下でも滑りが確
実に防止される。また、金属短繊維はゴムの表面層に非
突出状態で埋め込まれているので、接触する相手材を削
って粉塵を発生させることがない。その上、金属短繊維
は、鋭い突起による投錨効果の故に、表面層から抜け出
すことがなく、優れた耐久性を示す。

【００４３】また、本発明の製造方法は、金属短繊維が
上記の複雑な形状を呈する故に、高電界の下で不導体と
同様の挙動を示し、これにより、静電植毛に準じた方法
による整列が可能で、製造が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例による接地部材の一部断面図である。

【図２】同金属短繊維の一部の拡大斜視図である。

【図３】同型への接着剤塗布状況を示す概略断面図であ
る。

【図４】同金属短繊維の植毛状況を示す要部の概略図で
ある。

【図５】同成形型にゴム溶融液の注入状況を示す概略図
である。

【図６】同接地部材を成形型から離間した状態を示す断
面図である。

【図７】実施例を自動車用タイヤに適用した断面図であ
る。

【図８】実施例を靴底に適用した一部破断面図である。

【図９】静電植毛装置の概略図である。

【符号の説明】

１・・・芯材 ２・・・皮膜 ３・・・粘着材 ４Ａ・・・ゴム溶融液 ４Ｂ・・・ゴム層 ５、５Ａ、５Ｂ、18・・・金属短繊維 ５ａ・・・突起 ５ｂ・・・クラック ６・・・地面 ７・・・容器 ８・・・成形金型 ９・・・電極 33・・・接着材

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴムからなる表面層を具備し、この表面
   層の表面に露呈するようにかつこの表面に略垂直に多数
   の金属短繊維が非突出状態で埋め込まれた構造を有し、
   これら金属短繊維の夫々がその長さ方向に沿う周面に多
   数の鋭い突起と微細なクラックとを有している滑り防止
   構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された滑り防止構造を製
   造するに際し、 切削工具が振動する切削条件で金属を切削し、長さ方向
   に沿う周面に多数の鋭い突起と微細なクラックとを有す
   る金属短繊維群を切粉として採取する工程と、 型の表面に粘着材層を設け、前記金属短繊維群を載置し
   た載置台と前記型とを、前記金属短繊維群と前記粘着材
   層とが互いに対向するように位置させ、前記載置台と前
   記型との間に高い電界を発生させ、前記金属短繊維群を
   飛翔させると共に、飛翔した各金属短繊維を前記粘着材
   層に対して略垂直方向に向け、 この粘着材層に前記各金属短繊維の一端を固定する工程
   と、 この固定された各金属短繊維間の空間をゴムで充填し、
   このゴム中に前記金属短繊維を埋め込む工程と、 この各金属短繊維を埋め込んだゴムを前記型から剥離す
   る工程と、 前記の各金属短繊維を埋め込んだゴムを基体に接着する
   工程とを有する、滑り防止構造の製造方法。