(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタッドピン（２２）と、熱膨張性材料からなる容器（５０）と、ばね要素（５６）とを備えるスタッドピンアセンブリにおいて、
前記スタッドピンアセンブリ（２０）は、前記容器（５０）が前記ばね要素（５６）と相互に作用し、かつ周囲温度が変化する際に該ばね要素（５６）が前記スタッドピン（２２）を移動させるように構成されており、
前記容器（５０）は、水を収容する流体コンパートメントと、前記水および前記ばね要素（５６）に隣接して配置されたエラストマー（５２）を収容するエラストマーコンパートメントと、を含んでおり、
前記周囲温度が低下するにつれて、前記水が前記エラストマー（５２）側へ膨張することにより前記エラストマー（５２）を介して前記ばね要素（５６）に力がかかり、前記スタッドピン（２２）を移動させることを特徴とする、スタッドピンアセンブリ。
【請求項２】
前記ばね要素（５６）は、前記エラストマーコンパートメントによって前記流体コンパートメントから分離されていることを特徴とする、請求項１に記載のスタッドピンアセンブリ。
【請求項３】
所与の周囲温度での前記スタッドピン（２２）の初期の設定を調整する調整手段（１１０，２４０）をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のスタッドピンアセンブリ。
【請求項４】
前記調整手段は、前記容器（５０）内を延びる調整ピン（１１０）または調整ねじであり、
前記調整ピン（１１０）または前記調整ねじの、前記容器（５０）内を延びる延伸長さは変えられることを特徴とする、請求項３に記載のスタッドピンアセンブリ。
【請求項５】
前記調整手段は、所与の周囲温度での前記スタッドピン（２２）の初期の設定を調整するために前記スタッドピン（２２）を移動させるために前記容器（５０）と相互に作用する第２のばね要素であることを特徴とする、請求項４に記載のスタッドピンアセンブリ。
【請求項６】
スタッドピンアセンブリ（２０）は、前記調整手段（１１０，２４０）と相互に機械的に作用する調整可能ナットアセンブリ（２３０）であることを特徴とする、請求項３に記載のスタッドピンアセンブリ。
【請求項７】
滑り止め深さ（ＮＳＫ）を有するトレッド（１２）を備える空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド（１２）は、請求項１に記載のスタッドピンアセンブリ（２０）を少なくとも１つ含むことを特徴とする、空気入りタイヤ。
【請求項８】
前記エラストマーはシリコーンであることを特徴とする、請求項１に記載のスタッドピンアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の空気入りタイヤに関し、特に静止摩擦用のスタッドを備える空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤにスタッドピンを設けることは従来技術として知られている。従来のタイヤスタッドは、過酷な運転条件、特に深雪時に優れた静止摩擦を生じさせるものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のタイヤスタッドは、引き込みが可能でなく、通常の運転条件ではしばしば道路の損傷を引き起こしていた。米国における多くの州では、道路が損傷するためにスタッドを備えるタイヤの使用が法律で禁じられている。したがって、過酷な運転条件では優れた静止摩擦を生じ、通常の運転条件では車道の損傷を防止するために引き込みが可能な引き込み式のスタッドを備える改良タイヤの提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による空気入りタイヤは、滑り止め深さを有し、１つまたは２つ以上のリブと、前記リブ同士の間に形成された周方向溝とを含むトレッドを有する空気入りタイヤにおいて、１つまたは２つ以上の引き込み式スタッドピン組立部品を有し、前記引き込み式スタッドピン組立部品は、ばねと協働する流体を収容する容器を有し、スタッドピンが前記ばねに取り付けられ、前記スタッドピンは、周囲温度の変化に応じて前記トレッドの外面に対して昇降する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の空気入りタイヤによれば、過酷な運転条件では優れた静止摩擦を生じ、通常の運転条件では車道の損傷を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（定義）
ここに開示した本発明に対して以下の定義を使用する。
【０００７】
「アスペクト比」は、タイヤの断面高さの断面幅に対する比を意味する。
【０００８】
「軸線方向の」および「軸線方向に」は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。
【０００９】
「ビード」または「ビードコア」は一般に、タイヤの、環状の引張部材を有する部分を意味し、半径方向内側のビードは、タイヤのリムへの保持に関連し、プライコードで覆われ形成される。フリッパー、チッパ、頂部（エイペックス）またはフィラー、トウガード、またはチェーファーのような他の補強部材を有することあれば、有しないこともある。
【００１０】
「ベルト構造」または「補強ベルト」は、トレッドの下に位置し、ビードに固定されず、タイヤの赤道面に対して１７°から２７°までの範囲の左コード角度および右コード角度を有する、織物または布織布の互いに平行なコードからなる少なくとも２つの環状の層またはプライを意味する。
【００１１】
「バイアスプライタイヤ」は、カーカスプライ内の補強コードが、ビードからビードまでタイヤを対角方向に横切ってタイヤの赤道面に対して約２５°から６５°の角度で延び、プライコードが隣接する層同士で互いに逆の角度に伸びることを意味する。
【００１２】
「ブロック要素」は、周方向溝またはショルダと、一対の横方向に延びている溝とによって定められるトレッド要素を指す。
【００１３】
「ブレーカ」または「タイヤブレーカ」は、ベルトまたはベルト構造、あるいは補強ベルトと同じことを意味する。
【００１４】
「カーカス」は、タイヤプライ材料と、円筒状または環状に継ぎ合わすのに適した長さに切断されるかまたはすでに円筒状または環状に継ぎ合わされた他のタイヤ構成部材と、の積層体を意味する。加硫して成型タイヤを作る前にカーカスに他の部材を加えることもできる。
【００１５】
「周方向の」は、軸線方向に垂直な環状のトレッドの表面の周縁に沿って延びるラインまたは方向を意味する。また、断面図で見たときに、半径がトレッドの軸線方向の湾曲を形成する、複数の組の互いに隣接する円曲線の方向を指すこともある。
【００１６】
「コード」は、プライを補強するのに使用される、繊維を含む補強ストランドの１つを意味する。
【００１７】
「インナーライナ」は、チューブレスタイヤの内面を形成し、膨張する流体をタイヤ内に閉じ込めるエラストマーまたは他の材料の層を意味する。
【００１８】
「インサート」は、通常ランフラットタイヤ型タイヤのサイドウォールを補強するのに使用される補強部材を意味し、また、トレッドの下方に位置する弾性インサートを指すこともある。
【００１９】
「プライ」は、エラストマーで覆われ、半径方向に展開されるか、または他の点で互いに平行なコードのコード補強層を意味する。
【００２０】
「半径方向の」および「半径方向に」は、半径方向にタイヤの回転軸に向かい、または半径方向に回転軸から離れる向きを意味する。
【００２１】
「ラジアルプライ構造」は、少なくとも１つのプライが、タイヤの赤道面に対して６５°から９０°の間の角度に向けられた補強コードを有する、１つまたは２つ以上のカーカスプライを意味する。
【００２２】
「リブ」は、少なくとも１つの周方向溝と、第２の周方向溝または横方向縁部と、によって形成されるトレッドのゴムの周方向に延びるストリップを意味し、深い溝によって分割されない。
【００２３】
「側縁部」は、タイヤにおけるトレッドとビードとの間の部分を意味する。
【００２４】
「サイプ」は、通常薄い鋼製ブレードによって形成され、密閉された状態で静止摩擦を強める働きをする傾向がある小さい長穴または細長い空隙領域を意味する。
【００２５】
「積層構造」は、インナーライナ、側縁部、任意のプライ層などのタイヤ構成部材またはエラストマー構成部材の１つまたは２つ以上の層で作られている未加硫構造を意味する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の引き込み式スタッド組み立て部品の部分平面図であり、図２は、図１に記載の切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。この引き込み式スタッド組み立て部品は、静止摩擦を向上させることが望まれる乗用車タイヤやトラックタイヤなどの空気入りタイヤに使用するのに適している。タイヤ１０の部分図が図１および図２に示されている。タイヤ１０は、滑り止め深さ（non‐skid depth）Ｄが形成されているトレッド１２を有す。トレッド１２は、円周方向に連続する複数のリブを有してもよい。これらのリブは、例えば、リブ３１、リブ３２、リブ３３として示されているようにそれぞれ異なっていてもよい。各リブの間には周方向溝３４および周方向溝３５が配置されている。
【００２７】
タイヤ１０は、さらに、トレッド１２に取り付け可能な１つまたは２つ以上の引き込み式スタッドピン組立部品２０を有する。引き込み式スタッドピン組立部品２０は、自動調整式の組立部品であり、その動作原理は、水のような流体の物理的な膨張および収縮の特性に基づいている。例えば、図３には大気温度が０℃よりも高いときのスタッドピン２２の位置が示され、図４には、大気温度が０℃よりも低いときのスタッドピン２２の位置が示されている。例えば、図５に示すように、大気温度が約１０℃（図５では５０°Ｆ）であり、作動機構の一部として水が利用される場合、スタッドピン２２はタイヤの外面４０よりも下に位置する。温度が低くなって、水が凍って膨張したとき、スタッドピン２２は、以下に詳しく説明するように、スタッドピン２２と協働する水の膨張によって半径方向外側へ上昇する。大気温度が−１０℃では、スタッドピン２２は完全に作動させられる。本発明のスタッドピンは、手動で作動させることも可能である。
【００２８】
引き込み式スタッドピン組立部品２０は、好ましくは鋼のような硬いケースで外側が覆われている容器５０を含む。この容器５０は、好ましくは水である流体５１を収容する流体コンパートメントを有する。なお流体５１は、液体であっても気体であってもよい。容器５０は、さらに、流体５１に隣接して配置されたエラストマー部材５２を収容するエラストマーコンパートメントを有する。エラストマー部材は、容器の一端に流体５１を閉じ込める働きをすることが好ましい。エラストマー部材５２は、シリコーン、ゴム、または他の可とう部材であってもよい。容器５０は、さらに、容器５０を密閉するキャップ５４を有する。容器５０は、さらに、好ましくは湾曲した断面を持つばね５６を有する。好ましくは、ばね５６は、雄ねじ部材５８が設けられている底部５７を有する（図８参照）。好ましくは、ばね５６はＵ字形であり、その底部の中心に雄ねじ部材５８が底面に対して直交するように取り付けられる。雄ねじ部材５８は、容器５０に設けられた穴６０に揃うように配置される。
【００２９】
スタッドピン２２は、形状が任意の端部７０と、雄ねじ部材５８を嵌めるためのねじ穴７４が形成されている端部７２とを有する。したがって、スタッドピン２２は、容器５０に設けられた部品によって、トレッド１２に形成されている溝７６の中を昇降するように作動できる。引き込み式スタッドピン組立部品２０は、タイヤ１０が製造された後、トレッド１２に取り付けられる。トレッド１２を構成する一つのブロック（リブ）には、第１の方向に溝７８が形成され、この溝７８は、第２の方向で溝７６と交差する（図６参照）。例えば、第１の溝が、軸方向に延びる長手方向軸と、半径方向に延びる第２の溝とを有してもよい。容器５０は、溝７８に挿入される前に、水などの流体が充填され、続いてエラストマー部材５２、雄ねじ部材５８を有するばね５６が充填され、端部にキャップ５４が挿入される。それから、容器５０は、図７に示すように溝７８に挿入される。このとき、雄ねじ部材５８が溝７６に揃えられる。それから、図８に示すように、スタッドピン２２が、端部７２に形成されているねじ穴７４が雄ねじ部材５８に嵌められるように、溝７６に挿入される。そして、スタッドピン２２は、雄ねじ部材５８に装着される。スタッドピンの高さは、必要に応じて異なっていてもよい。また、スタッドピン２２は、手作業で、変更（長さが異なるスタッドピンに変える）または交換できる。
【００３０】
引き込み式スタッドピン組立部品２０は、図９および図１０に示すように、２つの隣接するトレッドブロック１０１とトレッドブロック１０２の間を渡すトレッドであるブリッジ１００に挿入されてもよい。この場合、容器５０は、ゴム製のブリッジ１００の下部に形成され、トレッドブロック１０１とトレッドブロック１０２の間を軸線方向に延びている溝に取り付けられる。ただし、このような形態に限定されるわけではない。
【００３１】
次に、引き込み式スタッドピン組立部品２０の動作について説明する。容器５０は、流体５１が収容されている流体コンパートメントの端部が、周囲温度を検知するためにタイヤの外部にはみ出るように溝７８に配置されることが好ましい。周囲温度が低下すると、容器内の水または流体が膨張し、エラストマー部材５２に軸線方向の力がかかる。エラストマー部材５２が圧縮されると、ばね５６に圧力がかかる。ばね５６への圧力が大きくなると、スタッドピン２２が溝７６内を上向きに押し上げられ、タイヤの外面４０からはみ出る。その後、周囲温度が高くなるにつれて、スタッドピン２２は溝７６に引き込まれる。
【００３２】
（第２の実施形態）
図１１は、タイヤが摩耗したときの引き込み式スタッドピン組立部品を示す。タイヤが摩耗するにつれて、タイヤの外面４０が半径方向内側に移動し、スタッドピンの先端に接近する。この場合、解決手段の一つは、スタッドピン２２をより短いスタッドピンに変えることである。他の解決手段には、図１２に示す本実施形態の引き込み式スタッドピン組立部品のように、手動調整機構を設けることがある。なお、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に記載の切断線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。この手動調整機構では、調整ピン１１０は、容器５０に挿入され、エラストマー部材５２の下方を通じて流体５１の中まで延びている。調整ピン１１０が容器５０の流体部（流体５１が充填されている部分）に挿入されると、調整ピン１１０の体積が効果的に流体５１の体積を増やしてスタッドピン２２の上昇を抑えるように働く。したがって、調整ピン１１０は、スタッドピンの高さを微調整できる体積調整装置として働く。調整ピン１１０によるスタッドピン２２の上昇を抑える動作は手動で行われてもよい。
【００３３】
（第３の実施形態）
図１３および図１４は、第３の実施形態の引き込み式スタッド組み立て部材２００を示す。また、図１４は、図１３に記載の切断線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。本実施形態は、下記に説明する違いを除いて上述した実施形態と同じである。ただし、本実施形態では、第２の実施形態で説明した調整ピンを有する形態も有さない形態もある。本実施形態では、キャップ５４が取り外され、座金２１０、座金２２０に取り換えられている。また、調整ナット２３０が組み立て部品を密閉するために容器の端部に固定されている。また、圧縮ばね２４０が、座金２１０と座金２２０との間に配置されている。図１５に示すように、圧縮ばね２４０の圧縮力の最小値は、ばね５６の圧縮力の最大値よりも大きくなければならない。これにより、圧縮ばね２４０は、道路上でばね５６の可とう性を向上させる。また、本実施形態では、第２の実施形態で説明した流体の体積を増減させる調整ピンを含む構成であってもよい。さらに、調整ナット２３０は、単独または調整ピンとともに調整機構として用いられることとしてもよい。図１３および図１４では、調整ピン１１０を有さない形態が示され、一方、図１６および図１７では調整ピン１１０を備える形態が示されている。なお、図１７（ａ）は、図１６に記載の切断線Ｅ−Ｅに沿った断面図であり、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に記載の切断線Ｇ−Ｇに沿った断面図である。本実施形態では、大気温度が高くなった場合、調整ナット２３０を緩めればよい。調整ナット２３０が緩むと、調整ナット２３０の移動によって圧縮ばね２４０の圧縮力が弱まり、スタッドピン２２が溝内を下降する。スタッドピン２２を作動させたい場合には、調整ナット２３０を締め付けて圧縮ばね２４０の圧縮力を強くし、これによりスタッドピン２２を上昇させる。
【００３４】
（第４の実施形態）
図１８および図１９は、第４の実施形態の引き込み式スタッド組み立て部材３００を示す。なお、図１９は、図１８に記載の切断線Ｈ−Ｈに沿った断面図である。本実施形態は、下記に説明する違いを除いて上述した実施形態と同じである。本実施形態では、容器５０内に充填される流体５１、および調整ピン１１０が取り除かれている。スタッドピン２２は、手動で調整ナット２３０を締め付けたり緩めたりすることによって、作動させられる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】タイヤのトレッドの一部に設けられている本発明の引き込み式スタッドピン組立部品の第１の実施形態を示す部分平面図である。
【図２】図１に記載の切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３】大気温度が０℃よりも高いときの引き込み式スタッドを示す図である。
【図４】大気温度が０℃よりも低いときの引き込み式スタッドを示す図である。
【図５】異なる周囲温度におけるトレッドの外面に対するスタッドピンの位置を示す図である。
【図６】タイヤのトレッドへ引き込み式スタッドを組み込む状態を示す図である。
【図７】タイヤのトレッドへ引き込み式スタッドを組み込む状態を示す図である。
【図８】タイヤのトレッドへ引き込み式スタッドを組み込む状態を示す図である。
【図９】引き込み式スタッドピン組立部品がブリッジに挿入されている状態を示す図である。
【図１０】引き込み式スタッドピン組立部品がブリッジに挿入されている状態を示す図である。
【図１１】図１に示す引き込み式スタッドピン組立部品が摩耗したタイヤに取り付けられている状態を示す図である。
【図１２】タイヤのトレッドの一部に設けられている本発明の引き込み式スタッドピン組立部品の第２の実施形態を示す図である。
【図１３】タイヤのトレッドの一部に設けられている本発明の引き込み式スタッドピン組立部品の第３の実施形態の部分平面図である。
【図１４】図１３に記載の切断線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【図１５】ばね特性を示す図である。
【図１６】タイヤトレッドの一部に設置されるように示されている本発明の引き込み可能スタッド組立体の第４の実施形態の部分平面図である。
【図１７】図１７に記載の切断線Ｅ−Ｅに沿った断面図である。
【図１８】タイヤトレッドの一部に設置されるように示されている本発明の引き込み可能スタッド組立体の第４の実施形態の部分平面図である。
【図１９】図１８に示す切断線Ｈ−Ｈに沿った断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  タイヤ
１２  トレッド
２０、２００、３００  引き込み式スタッドピン組立部品
２２  スタッドピン
３１、３２、３３  リブ
３４、３５  周方向溝
４０  外面
５０  容器
５１  流体
５２  エラストマー部材
５４  キャップ
５６  ばね
５７  底部
５８  雄ねじ部材
６０  穴
７０、７２  端部
７４  ねじ穴
７６、７８  溝
１００  ブリッジ
１０１、１０２  トレッドブロック
１１０  調整ピン
２１０、２２０  座金
２３０  調整ナット
２４０  圧縮ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005394057.tif 000014
【図１４】
0005394057.tif 000015
【図１５】
0005394057.tif 000016
【図１６】
0005394057.tif 000017
【図１７】
0005394057.tif 000018
【図１８】
0005394057.tif 000019
【図１９】
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