JPH01502178A - 車両のタイヤに取りつけられる固定スパイクとスリーブ付スパイク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 車両のタイヤに取りつけられる 固定スパイクとスリーブ付スパイク 発明の詳細な説明 本発明は、車両のタイヤに取りつけられる固定スパイクとスリーブ付スパイクに 関する。

増大する交通負荷とスパイクタイヤは共に著しい道路摩滅要因となっている。国 によっては、スパイクタイヤを禁止したり少なくともかなり制限している。

北欧諸国では、他方、交通の安全と融通性について滑り止手段の有利な効果は反 ばく不能に実証され、この効果は犠牲にすべきではなく、欠点は単に排除すべき である。良い結果は、道路の上部構造と滑り止タイヤを共にさらに開発すること によって達成されよう。

空気自動車用タイヤが平らな表面を転勤すると、その融通性のため半径方向にか なり平坦となることによって、接触部分において、ころがり半径の変化のため縦 横力が発生する。

タイヤの転勤時スパイクに作用する縦力は、胴部構造の曲げ、縦方向滑りおよび ゴムの応力波による。タイヤのゴム面パターンはその内応力状態が増大するよう に荷重を支持する。ゴム材は圧縮されないが、その弾性により形状を変える。

スパイクが道路との接触点に達すると、タイヤ本体はたわんで、曲げ部分の半径 は負荷無しタイヤの同等部分の半径よりも著しく小さくなる。このため表面にだ いし直角に取りつけられていたスパイクを偏向させて、道路と接する前に垂直位 置となる。しかし、スパイク先端の突出のため、スパイクは十分に直立位置とは ならず、傾斜位置で路面に接する。この段階で、滑り性向による力が影響し始め る。

回転タイヤ面とこれに取りつけた突出固定体（スパイク）が路面に接すると、ス パイクはベースの硬さによる長さだけゴム材に押込まれ、硬質道路上部構造では 、スパイク全体はタイヤのゴム材に押圧される一方、柔かい氷雪面では、スパイ クの先端部はタイヤの摩耗面に留まり摩擦を増大させる。同時に、ゴム材により 構成される摩耗面パターンはタイヤの本体構造と路面との間で圧縮されることに よってゴム材は圧縮されないが、その弾性により、ひずみをうけると、材料は流 れて原形と異なる形状となる。ゴムの流れと変形は、荷重、ゴム材、摩耗面の寸 法と形状により決定され、このようなソリッド体はゴムに埋設される。

両方向から作用するガ間でゴムが圧縮されると、変形は摩耗面パターンの異なる 部分で異なる。ゴムはタイヤの本体構造に固着され路面にたいする摩擦により摩 耗面の水平移動が防止されるので、ゴムは摩耗面パターンの自由面に向けて流動 せしめられる。垂直方向変位は、中実軸線から外方への、スパイクのフランジ下 のゴムの流動と、スパイク胴部の形状と荷重による弾性的げとによる。ゴムは圧 縮されないので、ゴム分子が、外方にふくらむ自由面に向けて互いに流れると、 垂直方向圧力は水平面の変位に変換される。摩耗面パターンの形状とスパイクに より生ずる応力とにより、スパイクの周囲でパターン要素内に中立部分が残り、 ここでゴムの移動は、スパイクの形状によらないかぎり、最小かまたは全くない 。

伝統的に、すべり止手段がの設計に際し、ゴム流はスパイクの保持性を支持する ため制御されず、その上、このような従来手段はゴム材またはタイヤの本体構造 を損傷していた。形状の特徴は急縁または有害な不連続であり、これらはゴム材 が流れるとゴムの結合を阻害し、応力により状態は対抗し、その結果スパイクは 弛緩し、その保持性はゴムからの支持減少のため劣化する。また、有害な形状は ２つ以上のフランジを有する形状で、ここでゴム流が誤って防止されてフランジ ***部間に固定されるゴム材は過度のせん断応力により破断される。

スパイク形状がゴム流について不利であると、特にスパイクの胴部部分における ゴムのすべりが大きいのでスパイクとゴムを大きく摩滅させる。

従来のスパイクにおいて、胴部の形状は、ある場合には、スパイクがゴムに押圧 されゴムが胴部の急底付みぞに流入すると、ゴムは同時にフランジに向けてスパ イク胴部に沿いわずか摺動し、スパイクが道路との接触が終って静止位置に戻る とスパイクをタイヤの摩耗面に向けて上昇させるようになっている。これらゴム の特異体小さいすべりは、不正確に設計されたスパイクを使用する初期段階でス パイクの***を増大することは明らかである。

密閉空気溜りが形成されるスパイク形状の不連続も同様に有害である。スパイク がタイヤに押込まれてゴムがこのような空気溜りに流入すると、ゴムの圧力は空 気圧よりも著しく高くなることによって、空気は急衝撃でタイヤの回転ごとに圧 縮され、強力に加勢され周囲のゴムを損傷させる。

従来のスパイク設計において、スパイクをその軸線を中心に回転させない試みが なされ、または、従来のどの、　設計でも、このようにする能動的試みはなされ ていない。

このため、スパイク全体は不揃いに摩耗し、特に、硬質合金先端は不揃いに摩耗 し、使用中タイヤの保持特性を弱化させている。

本発明の目的は現在周知の固定スパイク構成とスリーブ付スパイク構成を改良す ることである。本発明のさらに具体的目的は従来技術の有する欠点を回避した、 固定スパイクとスリーブ付スパイクを提供することにある。

本発明の目的は、固定スパイクとスリーブ付スパイクにおいて、固定スパイクと スリーブ付スパイクのフランジと胴部、そしてリベットのフランジとスリーブは 、少なくとも、前記フランジとこのフランジに面する胴部の部分において、また リベットのフランジとリベットのフランジに面するスリーブの部分において造形 されて、それで固定スパイクとスリーブ付スパイクとは有害な鋭い不連続部を有 せず、ゴムは、少なくとも、フランジとタイヤの胴部構造の間の部分とフランジ に面する胴部の部分において、また、リベットのフランジとタイヤの胴部構造の 部分とリベットのフランジに面するスリーブの部分において、固定スパイクとス リーブ付スパイクの周囲を円滑に流れるように配置されることによって、空気溜 りの形成と同時にゴムにたいする損傷が実質的に回避でき同時に、フランジに面 する胴部の部分とリベットのフランジに面するスリーブの部分において固定スパ イクとスリーブ付スパイクを良好に支持する力を発生できることを特徴とする固 定スパイクとスリーブ付スパイクによって達成される。

ゴムの流れによって、スパイクは低速回転されることによって、寿命が増大する と共にその保持性は、中古のスパイクであっても永久的に良好である。

以下、本発明を、添付図面に示されるいくつかの有利な実施例を参照して詳細に 説明するが、本発明はこれに排他的に限定されない。

第１図は本発明による、静止状態にある固定スパイクの有利な実施例を示す。

第２図は水面に入った、第１図の固定スパイクを示す。

第３図は路面に押圧される、第１図の固定スパイクを示す。

第４図は静止状態にある、本発明による固定スパイクの他の有利な実施例を示す 。

第５図は、押し込まれた、第４図の固定スパイクを示す。

第６図は上から突出した、第４図の固定スパイクを示す。

第７図は本発明による固定スパイクの第３の有利な実施例を示す。

第７ａ図は第７図の固定スパイクの有利な変型を示す。

第８図は静止状態にある、本発明によるスリーブ付スパイクの有利な実施例を示 す。

第９図は路面に押圧される、第８図のスリーブ付スパイクを示す。

第１０図は静止状態にある、本発明によるスリーブ付スパイクの他の有利な実施 例を示す。

第１１図は押し込まれた、第１Ｏ図のスリーブ付スパイクを示す。

第１２図は静止状態にある、本発明によるスリーブ付スパイクの第３の有利な実 施例を示す。

第１３図は押し込まれた、第１２図のスリーブ付スパイクを示す。

第１４図は本発明によるスリーブ付スパイクの第４の有利な実施例を示す。

第１図ないし゛第３図において、固定スパイクは総括的にｌＯで示されている。

固定スパイク１０は胴部１１と、フランジ部１２と先端部１３とより構成される 。１４は車両タイヤのゴム、１５はタイヤの摩耗面を示す。固定スパイク１０は １つまたは数個の部分もしくは材料により構成される。

フランジ１２とタイヤの胴部構造間の車両タイヤのゴムはＡで示される。胴部１ １の周囲のゴムはＢで、胴部１１の先端部ｌｉｅの周囲のゴムはＣで示される。

本発明の基本的思想により教示するように、固定スパイクｌＯのフランジ１２は わん曲状に形成され、フランジ１２の下からのゴムの流れがスパイクの押込みに 関連して円滑に行われるようになっている。フランジ１２はレベル部分１２ａと 半径の異なるわん曲部分１２ｂ　、　１２ｃとを有し、一体になる地点１２ｄに 脱線があってはならない。胴部１１の形状はフランジ１２の底部かられん曲状に 下向きにテーパし、それでゴムは設置時スパイクの曲率半径に一致する形状とさ れ、フランジの底部には有害な空気溜りは形成されない。テーパ部１１ａの下で 胴部は再びわん曲状または円すい状に（ｌｌｂ）広がり、それで中央に収縮部ｌ ｉｅが、その下に、なるべくフランジ状の広がりｌｉｄが得られる。スパイクの 先端部ｌｉｅは先端に向けてテーパしハードメタルまたは同等の先端部１３で終 端する。収縮部ｌｉｅは摩耗面パターンの所謂中立区域に位置し、そこではゴム とスパイクｌＯの表面間の滑りは少いか全くない。

本発明の固定スパイクｌＯは第２図に示す方法でタイヤにおいて作用する。第２ 図において、スパイクは水面１Ｂ内に貫通し、フランジ１２の下のゴムは車両の 重量により応力をうけ、主としてスパイク先端部１３を水面ｌＢに打ち込む。同 時に弾性的に曲りながら、ゴム材はフランジ１２の縁部上を流れる。同様に、先 端部ｌｉｅの区域Ｃのゴムはスパイクの先端部の広がり部を通って滑る。スパイ クの中央部分Ｂにおけるゴムの応力も増大し、フランジ１２と先端部ｌｉｅを流 れるゴムにより、応力がフランジ１２の底部と中央の収縮部ｌｉｅ部分に加えら れる。そのため、スパイク支持効果がゴム流により生ずる。

第３図に示すように、スパイク先端部１３が無水路面１７に押圧されると、スパ イクのゴム１４内への貫通は今述べた場合より大きくなる。フランジ１２の下か ら分れ出るゴム量は大きくなり、流れはフランジ１２を通って延びる。

中央部分３の収縮部ｌｉｅのゴムはスパイク面を滑らないでスパイクと共に上昇 する。先端部分ｌｉｅのゴムＣはスパイク面を下向きに滑り、中心部分Ｂと側面 とからの多くのゴムは部分Ｃに流入する。

フランジ１２の下からのゴムの流れは、第４図ないし第６図に示すように、フラ ンジ１２に向うよう案内される。

フランジＡの上方のゴムＡ部分はフランジ１２のくぼみに流入し、このくぼみは 、胴部１１のみぞまたは通気路１９を介し通気される。

ゴムの流れを制御する固定スパイク１０部分の形状は第７図のようにみぞ状とさ れることによって、スパイク面上のゴムの滑りは少なくなり、流れ距離は短かく なる。

これによりタイヤにおけるスパイク１０の耐久性を向上する。第７図において、 １８ａはフランジ１２のみぞ状くぼみである。

ゴム流により生ずる、道路接触中スパイクの主軸を中心とする回転が第７ａ図に 示されている。ゴム流を制御するフランジと胴部のみぞ１８ａは非対称とされて 、それで卓越応力によりゴムがみぞ底部に流れるとスパイク面上の引張りと滑り はみぞの急勾配面１８ｂ側に生ずる。

スパイクが道路接触後その静止状態に戻ると引張りにより回転力を生ずる。同様 に通気路１９は非対称とされる。

１９ｂは通気路１９の急勾配側である。

第８図および第９図において、２０は一般にスリーブ付スパイクである。スリー ブ付スパイク２０はリベット２１と、リベット２１のフランジ２２と、先端部２ ３とスリーブ２４とより成る。リベット２１のフランジ２２はスリーブ２４によ り支持され一部がスリーブ２４内側に設置される。本発明のスパイク２０または その各部は数個の部品または材料により構成される。

本発明の基本的思想により教示するように、リベット２１のフランジはわん曲状 に形成されてフランジの下からのゴム流がリベット２１の押込みに関連して円滑 に行われる。本発明のスパイクは第８図と第９図に示す方法でタイヤにおいて作 用する。第８図において、スリーブ形スパイク２０は静止状態にある。設置後、 ゴム１４はスリーブ２４の回りに押圧されフランジ２２の***部ａ上のリベット ２１に接する。スパイク２０が硬質路面１７に接すると、リベット２１はタイヤ のコード構造近くのゴム材を貫通し、ゴムは部分Ａのフランジ２２から流れ去る 。リベット２１のフランジ２２の形状は本例の場合ゴム流を仕向してゴムがリベ ット２１のフランジ２２のみぞ２８ａに入り一部がリベツ）２１の中心軸線から 外方に流れる。***の非対称形状により***ａの急勾配側のゴムを引張り、この 引張りにより、スパイクが道路接触後その静止位置に戻ると最小回転を引き起こ す。ゴムの緊張により、スリーブ２４はいく分上昇し、部分Ａにおいてリベット ２１とフランジでゴムは第９図に示す方法でスリーブ２４のフランジ２４の周囲 を流れる。胴部の中央部分Ｂのゴムは車両の重量とフランジ２２とスリーブ２４ のフランジの下を流れたゴムからの圧力とで押圧され、フランジ２２にわたりス パイク全体を支持する。この場合、スリーブ２４の先端部分のゴムはわずか下方 に流れ、さらにゴムは車両の重量による圧力によって側面から部分Ｃに押されて スリーブ２４はゴム内側の浮き位置となりその移動に一致する。車両の重量によ り、リベット２１のフランジ２２のみぞ状または同等形状部２８ａに入った、部 分Ａにおける押圧ゴムは、スパイクの保持状態において水面に押し込まれる先端 部２３にたいする適当な押圧力を生ずる。

フランジ２２はレベル区域２２と半径が異なるわん曲部分２２ｂ　、　２２ｃを 有して、第１２図と第１３図が示すように、合流する先端部２２ｄには脱線は形 成されない。スリーブ２４はリベット２１の周囲にフランジを構成する。スリー ブ２４゜はフランジの底部から始まり、わん曲状２４ａまたは円すい状にテーパ して形成され、設置に関連してゴム１４はスパイクの曲率半径と一致するよう成 形される。テーパ部２４ａの下で、スリーブ部は再びわん面上２４ｂまたは円す い状に広がりそれでほぼ中央部分で収縮部２４ｃが形成され、その下に広がり部 ２４ｄが形成される。スリーブ２４の先端部２４ｃはスパイクの先端部２３に向 けてテーパし、道路に面する端部からリベット２１の先端部を突出させる。

スリーブ２４にたいするリベット２１の移動は制限される。

収縮部２４ｃは摩耗面パターンの中立部分に位置決めされる。

リベット２１のフランジ２２の下からのゴムの流れは、第１２図と第１３図に示 すように、リベット２１の中実軸線から外方に向うよう制御される。第１３図に おいて、前記流れは矢印Ｏで示す。

フランジ２２には、第１０図と第１１図のようにゴム流が向けられる凹部２８が 設けられ、またはフランジ２２には種々形状のみぞ状みぞ２８ａが、第１４図に 示すように、ゴム流を案内するように設けられる。

ゴム流を利用してリベット２１は回転するよう設定されることによって、スパイ クの先端２３の形状はスパイクの寿命中効率的に保持される。第８図と第９図に おいて、このような回転を実施するスパイクの一形状が示されている。

またリベット回転力が生ずるように第１２図と第１３図のように、リベット２１ の硬質合金先端部２３または同等物がスパイクの主軸にたいし傾斜位置でまたは 主軸に平行であるが偏心して設置されて、滑り方向を異なる方向に連続的に変え る非対称軸線間のトルクによりリベット２１回転力を発生させる。

以上、本発明のいくつかの有利な実施例を述べたが、多くの変型が以下述べる請 求の範囲に示される進歩的思想の範囲内で実施できることは当業者にとって自明 である。

ＦＩＧ、Ｉ　ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、　３　ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、７　ＦＩＧ、７ａ ＦＩＧ、８　ＦＩＧ、９ ＦＩＧ、１０　ＦＩＧ、　１１ ＦＩＧ、１４ 国際調査報告

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．車両のタイヤに取りつけられる固定スパイクとスリーブ付スパイクにおいて 、固定スパイク（１０）とスリーブ付スパイク（２０）のフランジ（１２）と胴 部（１１）、そしてリベット（２１）のフランジ（２２）とスリーブ（２４）は 、少なくとも、前記フランジ（１２）とこのフランジ（１２）に面する胴部（１ １）の部分において、またリベット（２１）のフランジ（２２）とリベット（２ １）のフランジ（２２）に面するスリーブ（２４）の部分において造形されて、 それで固定スパイク（１０）とスリーブ付スパイク（２０）とは有害な鋭い不連 続部（１１ｄ，２４ｄ，１２ｄ，２２ｄ）を有せず、ゴム（１４）は、少なくと も、フランジ（１２）とタイヤの胴部構造の間の部分（Ａ）とフランジ（１２） に面する胴部（１１）の部分（Ｂ）とにおいてまた、リベット（２１）のフラン ジ（２２）とタイヤの胴部構造の間の部分（Ａ）とリベットのフランジ（２２） に面するスリーブの部分（Ｂ）において、固定スパイク（１０）とスリーブ付ス パイク（２０）の周囲を円滑に流れるように配置されることによって、空気溜り の形成と同時にゴムにたいする損傷が実質的に回避でき同時に、フランジ（１２ ）に面する胴部（１１）の部分（Ｂ）とリベット（２１）のフランジ（２２）に 面するスリーブ（２４）の部分（Ｂ）において固定スパイク（１０）とスリーブ 付スパイク（２０）を良好に支持する力を発生できることを特徴とする固定スパ イクとスリーブ付スパイク。
2. ２．フランジ（１２）に面する固定スパイク（１０）の胴部（１１）の部分（Ｂ ）と、スリーブ付スパイク（２０）のスリーブ（２４）の部分（Ｂ）と、リベッ ト（２１）のフランジ（２２）に面する胴部（１１）と、スリーブ（２４）とに おいて、収縮部（１１ｃ，２４ｃ）が設けられることを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の固定スパイクとスリーブ付スパイク。
3. ３．前記収縮部（１１ｃ）は、固定スパイク（１０）のフランジ（１２）の底部 で始まるわん曲状下向きテーパ部分（１１ａ）と、再び広がる部分（１１ｂ）と より成り、またスリーブ付スパイク（２０）のスリーブ（２４）の底部で始まる わん曲状下向きテーパ部（２４ａ）と、再び広がる部分（２４ｂ）とより成るこ とを特徴とする請求の範囲第２項に記載の固定スパイクとスリーブ付スパイク。
4. ４．両広がり部（１１ｂ），（２４ｂ）はわん曲状であることを特徴とする請求 の範囲第３項に記載の固定スパイクとスリーブ付スパイク。
5. ５．両広がり部（１１ｂ），（２４ｂ）は円すい状であることを特徴とする請求 の範囲第３項に記載の固定スパイクとスリーブ付スパイク。
6. ６．前記両広がり部（１１ｂ），（２４ｂ）は広がりなるべくフランジ状広がり （１１ｄ），（２４ｄ）で終端するように配置されることを特徴とする請求の範 囲第３項ないし第５項のいずれかに記載の固定スパイクとスリーブ付スパイク。
7. ７．固定スパイク（１０）の胴部（１１）の先端部（１１ｅ）と、スリーブ付ス パイク（２０）のスリーブ（２４）の先端部（２４ｅ）は、固定スパイク（１０ ）の先端（１３）と、スリーブ付スパイク（２０）の先端（２３）に向けて円す い状にテーパしていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれ かに記載の固定スパイクとスリーブ付スパイク。
8. ８．固定スパイク（１０）のフランジ（２２）と、スリーブ付スパイク（２０） のリベット（２１）のフランジ（２２）は平面区域（１２ａ），（２２ａ）とわ ん曲区域（１２ｂ，１２ｃ），（２２ｂ，２２ｃ）を有し、前記区域は急不連続 部（１２ｄ），（２２ｄ）を有しないことを特徴とする請求の範囲第１項ないし 第７項のいずれかに記載の固定スパイクとスリーブ付スパイク。
9. ９．固定スパイク（１０）とスリーブ付スパイク（２０）のくぼみ（１８ａ，２ ８ａ）内へのゴム（１４）の流れはスパイク回転力を生ずるように配置されるこ とを特徴とする請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の固定スパイク とスリーブ付スパイク。
10. １０．スリーブ付スパイク（２０）のリベット（２１）の先端（２３）はスパイ クの軸方向にたいし非対称になるよう配置され、スパイク回転力を生ずるように 配置されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第８項に記載のスリーブ付 スパイク。
11. １１．固定スパイク（１０）とスリーブ付スパイク（２０）の造形部（２０）は 同時に、空気流をスパイクに通せしめる通気路（１９）を生ずるように配置され ることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれかに記載の固定ス パイクとスリーブ付スパイク。