(57)【要約】【課題】氷雪路面の走行時における走行性能を維持するとともに、トレッドゴム層からスパイクピンの脱落を防止することが可能なスパイクタイヤを提供する。【解決手段】トレッドゴム層に埋設されるスパイクピンを備えるスパイクタイヤであって、スパイクピンが、トレッドゴム層の内部周面と接触するフランジ部と、フランジ部から踏面側に延在し、トレッドゴム層の内部周面と周囲に被覆されたゴムシートを介して接触するボディ部とを有する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドゴム層に埋設されるスパイクピンを備えるスパイクタイヤであって、
前記スパイクピンが、前記トレッドゴム層の内部周面と接触するフランジ部と、
前記フランジ部から踏面側に延在し、前記トレッドゴム層の内部周面と周囲に被覆されたゴムシートを介して接触するボディ部とを有することを特徴とするスパイクタイヤ。
【請求項２】
前記ゴムシートの厚さが、０．５ｍｍから２．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載のスパイクタイヤ。
【請求項３】
前記ゴムシートが、ゴム成分に１２０℃から２２０℃の融点を有する化合物及び９０℃から１５０℃の硬化前軟化点を有する樹脂、又は、前記化合物及び前記樹脂のいずれか一方を含有し、
前記化合物及び前記樹脂の総配合量が、前記ゴムシートの１００質量部当り０．５質量部から２５．０質量部の範囲の配合量であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスパイクタイヤ。
【請求項４】
前記ゴムシートは、ＡＳＴＭ Ｄ５０９９−９３に準じてせん断速度７５０Ｓ−１で、温度１００℃のときに測定した粘度が２．０ｋＰａ・ｓ以下であって、かつ加硫後の前記ゴムシートの物性として１００％伸張時の引張応力が５．０Ｍｐａ以上、破断時伸びが２００％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載のスパイクタイヤ。
【請求項５】
前記樹脂が熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項３又は請求項４記載のスパイクタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤに関し、特にトレッドゴム層に埋設されるスパイクピンの脱落が生じることのないスパイクタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、氷雪路面を走行する冬用タイヤとしては、タイヤトレッド表面から突出するように打ち込まれたスパイクピンを有するスパイクタイヤが知られている。
例えば、特許文献１には、タイヤトレッドに打ち込まれた状態においてタイヤトレッドの最深部に位置するフランジ部を外気の温度変化によりゴムの硬度が変化する特性を有するカバーゴムによって被覆したスパイクタイヤが開示され、低温環境下における氷雪路面に対する摩擦力を大きくする一方、高温環境下においては、路面に対する摩擦力を小さくすることによって、氷雪路面におけるスパイクピンの滑り止め性能を維持したまま、路面の損傷によって生じる粉塵の発生を防止することが可能なスパイクタイヤが提案されている。
しかしながら、引用文献１に係るタイヤは、スパイクピンの全長に対してタイヤトレッドの内部周面と直接接触する金属部分が極めて長く、金属製のスパイクピンとタイヤトレッドの硬度の相違によって、走行中に生じる引き抜き力に抵抗する十分な摩擦力を得ることができず、タイヤトレッドからスパイクピンが脱落するという事態が生じ易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１９９３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、上記課題を解決するため、氷雪路面における走行性能を維持し、トレッドゴム層からスパイクピンの脱落を防止することが可能なスパイクタイヤを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第一の構成として、トレッドゴム層に埋設されるスパイクピンを備えるスパイクタイヤであって、スパイクピンが、トレッドゴム層の内部周面と接触するフランジ部と、フランジ部から踏面側に延在し、トレッドゴム層の内部周面と周囲に被覆されたゴムシートを介して接触するボディ部とを有する構成とした。
本構成によれば、スパイクピンにおけるボディ部がトレッドゴム層の内部周面と周囲に被覆されたゴムシートを介して接触することから、スパイクピン及びトレッドゴム層の間に走行中に生じる引き抜き力に抵抗する十分な摩擦力を得ることができ、スパイクピンの脱落を防止することが可能となる。
また、本発明の第二の構成として、ゴムシートの厚さは、０．５ｍｍから２．０ｍｍの範囲の厚さである構成とした。
本構成によれば、スパイクピンとゴムシートとの接着性を担保することができ、ゴムシートが被覆されたスパイクピンを容易に作製することが可能となる。
また、本発明の第三の構成として、ゴムシートが、ゴム成分に１２０℃から２２０℃の融点を有する化合物、及び、９０℃から１５０℃の硬化前軟化点を有する樹脂、又は、化合物及び樹脂のいずれか一方を含有し、化合物及び樹脂の総配合量が、ゴムシートの１００質量部当り０．５質量部から２５．０質量部の範囲の配合量である構成とした。
本構成によれば、ゴムシートが上記配合により構成されるため、スパイクピンとの接着性を極めて向上させることが可能となる。
また、本発明の第四の構成として、ゴムシートは、ＡＳＴＭ Ｄ５０９９−９３に準じてせん断速度７５０Ｓ−１で、温度１００℃のときに測定した粘度が２．０ｋＰａ・ｓ以下であって、かつ加硫後の前記ゴムシートの物性として１００％伸張時の引張応力が５．０Ｍｐａ以上、破断時伸びが２００％以上である構成とした。
本構成によれば、押出し作業の作業性を確保することが可能となり、かつ、ゴムの耐久性を向上させることが可能となる。
また、本発明の第五の構成として、樹脂は、熱硬化性樹脂である構成とした。
本構成によれば、加硫後に十分な弾性率や耐久性を得ることができ、ゴムシート加工時の押出し作業性、及びゴムの耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】スパイクタイヤの断面図である。
【図２】スパイクピンの拡大概略図である。
【図３】実験結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、スパイクタイヤ１の断面図である。同図を用いて、スパイクタイヤ１の構造について説明する。なお、スパイクタイヤ１の構造は、下記に限られるものではない。
同図において、スパイクタイヤ１は、概略、ビードコア２、カーカス３、ベルト層４、トレッドゴム層５及びスパイクピン６から構成される。
ビードコア２は、円環状に形成されたスチールコードの集合体であって、タイヤの幅方向に隔てて設けられる一対の部材である。一対のビードコア２の間には、一対のビードコア２間に跨るようにトロイダル状に延長するカーカス３が設けられ、スパイクタイヤ１の骨格を形成する。スパイクタイヤ１のクラウン部Ｔｃには、カーカス３から半径方向外側に亘ってトレッドゴム層５が形成され、当該トレッドゴム層５の内部には、複数のベルトが半径方向に積層されてなるベルト層４が形成される。ベルト層４は、スパイクタイヤ１のクラウン部Ｔｃの回転によるせり出しを抑制し、車両走行中においていわゆるタガ効果を発揮する。
【０００８】
トレッドゴム層５の外表面には、複数のトレッド溝５Ａによって区画された複数の陸部５Ｂが形成される。陸部５Ｂには、複数のスパイクピン６が、予め開設された打ち込み孔９に対して打ち込まれる。打ち込み孔９は、スパイクピン６の各部の直径よりも僅かに小径な円孔であって、加硫時の金型、或いは、加硫後の穿孔工程によって予め開設される。
なお、本例においては、所謂ブロックパターン形状のスパイクタイヤ１を例示するが、スパイクタイヤ１のトレッドパターンは、これに限られるものではない。
【０００９】
図２は、スパイクピン６が打ち込まれた状態を示す拡大概略図である。
同図に示すように、スパイクピン６は、例えば鉄やアルミニウム合金等の金属によって成型される部材であって、トレッドゴム層５に打ち込まれた際に打ち込み孔９の最深部に位置するフランジ部６Ａ、フランジ部６Ａから半径方向外側、即ち、タイヤ踏面に向かって延在するボディ部６Ｂ、及び、ボディ部６Ｂの先端部に突設されるチップ部６Ｃとから構成される。
図１に示すようにスパイクピン６は、スパイクタイヤ１の幅方向中心よりも幅方向外側にずれた位置で左右均等となるように打ち込まれる。なお、図示は省略するが、スパイクピン６はスパイクタイヤ１の円周方向（回転方向）に沿って例えば等間隔に打ち込まれる。
【００１０】
フランジ部６Ａは、スパイクピン６の土台となる平板状の円柱体であってトレッドゴム層５からスパイクピン６の脱落を防止する。フランジ部６Ａは、スパイクピン６がトレッドゴム層５に打ち込まれた状態において、外周面が打ち込み孔９を形成する内部周面１０Ａと直接接触する部分である。
ボディ部６Ｂは、タイヤ踏面に向かって延在する円柱体であって、スパイクピン６がトレッドゴム層５に打ち込まれた状態において、外周面が内部周面１０Ｂによって囲繞される摩擦領域Ｐと、トレッドゴム層５の外表面から露出する残余部分を有する。
ボディ部６Ｂは、直径Ｄｂは、フランジ部の直径Ｄｆよりも小径である。また、フランジ部６Ａの直径Ｄｆは、ボディ部６Ｂの直径Ｄｂの１．０倍より大きく２．０倍の範囲のうちから選択するのが好ましい。
なぜならば、フランジ部６Ａの直径Ｄｆを、ボディ部６Ｂの直径Ｄｂの２．０倍よりも大きく設定すると、スパイクピン６を打ち込み孔９に打ち込む際に、打ち込み孔９におけるボディ部６Ｂと対応する内部周面１０Ｂを必要以上に拡径しながら打ち込むこととなり、ボディ部６Ｂと内部周面１０Ｂとの密着性を担保し難くなるからである。
【００１１】
ボディ部６Ｂの摩擦領域Ｐの外周面は、延長方向に渡って接着剤によりゴムシート７が被覆される。つまり、スパイクピン６がトレッドゴム層５に打ち込まれた状態において、ボディ部６Ｂは、外周面を被覆するゴムシート７を介して内部周面１０Ｂと接触する。そして、ゴムシート７と内部周面１０Ｂは、ともにゴムであるため、その界面には強力な摩擦抵抗が生じることとなる。
即ち、スパイクピン６におけるフランジ部６Ａは、打ち込み孔９の内部周面１０Ａと直接接し、ボディ部６Ｂは、外周面に被覆されたゴムシート７を介して打ち込み孔９の内部周面１０Ｂと間接的に接する構成である。換言すれば、ボディ部６Ｂのみにゴムシート７が被覆される構成である。
【００１２】
ゴムシート７は、金属との接着性が高いジエン系のゴム組成物である。ジエン系のゴム組成物の一例としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム等である。
【００１３】
ゴム組成物は、１２０℃から２２０℃の融点を有する化合物を含有し、当該化合物は、ビスマレイミド類である。具体的には、Ｎ，Ｎ’−１，２−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−１，３−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−１，４−フェニレンビスマレイミド、Ｎ、Ｎ’−（４，４’−ジフェニルメタン）ビスマレイミド、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン等が好ましく、より好ましくは、Ｎ、Ｎ’−（４，４’−ジフェニルメタン）ビスマレイミドである。
【００１４】
また、ゴム組成物は、９０℃から１５０℃の硬化前軟化点を有する樹脂を含有する。当該樹脂は、加硫後の安定性の観点から熱硬化性樹脂であり、少なくとも１種のビスマレイミド系の樹脂を含むことが好ましい。具体的には、ビスマレイミド樹脂、フェニルビスマレイミド樹脂等である。これによって、加硫後に十分な弾性率や耐久性を得ることができ、ゴムシート７加工時の押出し作業性を向上することが可能となる。
【００１５】
化合物及び樹脂は、総配合量がゴム組成物１００質量部当り０．５から２５．０質量部の範囲の配合量であって、化合物及び樹脂の両方を所定配合量含有、或いは、化合物及び樹脂のどちらか一方のみを所定配合量含有する。総配合量が所定量となることによって、加硫後に十分な弾性率と破壊強度を得ることが可能となる。
【００１６】
ゴム組成物の粘度は、ＡＳＴＭ  Ｄ５０９９−９３に準じてせん断速度７５０Ｓ−１で、温度１００℃のときに測定したときに２．０ｋＰａ・ｓ以下である。なお、粘土を２．０ｋＰａ・ｓ以下にすることにより、ゴムシート７成形時の押出し作業性を確保可能であるが、粘度が２．０ｋＰａ・ｓを超えると、押出し作業性の低下を引き起こす。
また、加硫後のゴム組成物は、１００％伸張時の引張応力が、５．０ＭＰａ以上、かつ破断時伸びが２００％以上であり、好ましくは、３００％以上である。加硫後のゴム組成物の引張応力が５．０ＭＰａ以上であり、破断時伸びが２００％以上であるため、ゴム組成物の引張に対する耐久性を得ることが可能となる。
【００１７】
ボディ部６Ｂにおける残余部分の先端部には、チップ部６Ｃが圧入される。チップ部６Ｃは、例えば、タングステン鋼等の超硬合金であって、先端部から突出する円柱形の金属体である。なお、チップ部６Ｃは、円柱形に限られるものではなく、例えば四角形等の多角形でもよい。チップ部６Ｃは、ボディ部６Ｂの中心軸上に位置し、ボディ部６Ｂよりも小径である。
チップ部６Ｃは、車体走行時において、氷雪路面に接地するとともに氷を引掻くことによって、タイヤと氷雪路面との摩擦力を生じさせる。
【００１８】
以下、図３を参照してボディ部６Ｂをゴムシート７により被覆したスパイクピン６について引抜試験を行った結果を説明する。
図３の表中、比較例１は、ボディ部６Ｂの摩擦領域Ｐの全長Ｌに渡ってゴムシート７を被覆したスパイクピン６であって、本例における引抜力は２００Ｎである。
比較例２は、フランジ部６Ａ側からボディ部６Ｂの摩擦領域Ｐの全長Ｌの半分（Ｌ／２）までゴムシート７を被覆したスパイクピン６であって、本例における引抜力は１８０Ｎである。
比較例３は、フランジ部６Ａ側からボディ部６Ｂの摩擦領域Ｐの全長Ｌの３分の１（Ｌ／３）までにゴムシート７を被覆したスパイクピン６であって、本例における引抜力は１７０Ｎである。
従来例１は、ボディ部６Ｂ及びフランジ部６Ａいずれにもゴムシート７が被覆されていないスパイクピン６であって、本例における引抜力は１３０Ｎである。
従来例２は、フランジ部６Ａのみにゴムシート７が被覆されたスパイクピン６であって、本例における引抜力は１４０Ｎである。
なお、「スパイクピン引抜力」とは、トレッドゴム層５に打ち込まれたスパイクピン６を引き抜くときに必要とされる力であり、引抜力の数字が大きい方がより脱落しにくいことを示す。
【００１９】
上記実験結果からも明らかなように、スパイクピン６の引抜力は、フランジ部６Ａをゴムシート７によって被覆するよりも、ボディ部６Ｂをゴムシート７によって被覆する方が、トレッドゴム層５及びゴムシート７間に生じる摩擦抵抗が大となり、大幅に向上することが分かる。
また、スパイクピン６の引抜力は、摩擦領域Ｐの全長Ｌにおけるゴムシート長が長ければ長いほどトレッドゴム層５及びゴムシート７間に生じる摩擦抵抗が大となり、向上することが分かる。よって、トレッドゴム層５からのスパイクピン６の脱落を防止するには、ボディ部６Ｂにゴムシート７を被覆するのがよく、より好ましくはボディ部６Ｂの摩擦領域Ｐの全長Ｌをゴムシート７によって被覆するのがよい。
【００２０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施の形態に多様な変更、改良を加え得ることは当業者にとって明らかであり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００２１】
１  スパイクタイヤ、２  ビードコア、３  カーカス、４  ベルト、
５  トレッドゴム層、６  スパイクピン、６Ａ  フランジ部、６Ｂ  ボディ部、
６Ｃ  チップ部、７  ゴムシート、９  打ち込み孔、Ｐ  摩擦領域。
【図１】
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【図２】
2012030690.tif 000004
【図３】
2012030690.tif 000005