(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパイク用穴があけられた弾性組成物と；
前記スパイク用穴に装填された、前記スパイクの一部を構成する、長手方向中空部を有するスリーブ状部材と；
前記スリーブ状部材の前記中空部を貫通し、前記スパイクの他の一部を構成する、非金属材料で形成された棒状部材とを備え；
前記スリーブ状部材は、ガラス転移点が５℃以上の高分子組成物で形成され、前記高分子組成物は、エポキシ系樹脂と、ナイロン、ポリアミド、ポリイソシアネート、ポリサルファイド、もしくはフェノール樹脂を組み合わせたもの、および、ポリウレタンポリマーのうちいずれかの組成物で構成され；
前記中空部内面と前記棒状部材の外面との間には間隙があることを特徴とする；
スパイクを装填した弾性材。
【請求項２】
前記スリーブ状部材は、先端部が前記弾性組成物の表面から突出するように、前記スパイク用穴に装填された；
請求項１に記載のスパイクを装填した弾性材。
【請求項３】
前記スパイク用穴の太さは、前記スリーブ状部材の太さよりも小さいことを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載のスパイクを装填した弾性材。
【請求項４】
前記棒状部材は、氷点下の温度で粘性弾性率が４Ｅ＋０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２以上であり、常温で粘性弾性率が４Ｅ＋０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２未満である高分子組成物で形成されることを特徴とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスパイクを装填した弾性材。
【請求項５】
前記スリーブ状部材と前記棒状部材とは、一体構造であることを特徴とする、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のスパイクを装填した弾性材。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のスパイクを装填した弾性材を円環状に形成し、前記棒状部材の先端が前記円環の外側表面に露出して構成されたことを特徴とする、
車両用タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパイクを装填した弾性材に関し、特に積雪路面用、凍結路面用の交通手段に使用するスパイクタイヤに代表されるスパイクを装填した弾性材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、積雪路面用や凍結路面用のスパイクタイヤとして金属製のスパイクをゴムに埋め込んだスパイクタイヤが使用されてきた。そのような金属スパイクタイヤでは、金属スパイクを装填するためのタイヤゴムにはスパイクを埋め込むための小さな穴が明けられていた。そのゴム側の小穴に太いスパイクを装填し、タイヤゴムが縮もうとする外力応力（一旦広げられた形状が元の小さい形状に復元しょうとする力）により、スパイクが密着固定されていた。一例を挙げれば、図５に示されるように、直径２．１ｍｍの穴に直径が約５ｍｍの金属製スパイクが、タイヤのゴムの弾性を利用してしっかりとはめ込まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来のスパイクタイヤによれば、硬い金属スパイクが路面を削り粉塵公害をもたらすので、世界的に禁止の方向に転じている。
【０００４】
そこで本発明は、路面を削ることなく雪道や凍結路面でも滑ることのない、スパイクを装填した弾性材を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明によるスパイクを装填した弾性材は、図１に示すように、スパイク用穴があけられた弾性組成物５と；前記スパイク用穴に装填された、スパイク３の一部を構成する、長手方向中空部を有するスリーブ状部材２と；スリーブ状部材２の前記中空部を貫通し、スパイク３の他の一部を構成する、非金属材料で形成された棒状部材１とを備え；前記中空部内面と前記棒状部材の外面との間には間隙４があることを特徴とする。ここで、スリーブ状部材とは、筒の形状を有する部材であって、筒の内側が前記中空部である。典型的には、外周円筒面と内周円筒面とを有する中空円筒形状に形成されている。棒状部材とは、典型的には中実の（中空であってもよいが）棒形状の部材であり、棒は円柱状、角柱状いずれでもよい。
【０００６】
このように構成すると、間隙４を備えるので、ここで熱が遮断される。
【０００７】
さらに請求項２に記載のように、スパイクを装填した弾性材では、前記スパイク用穴の太さは、スリーブ状部材２の太さよりも小さく形成するのが好ましい。さらに十分に小さく形成するのが好ましい。十分にとは、スリーブ状部材の太さが、弾性材の穴の太さの例えば２００〜４００％、好ましくは２５０〜３００％にすることをいう。このような太いスリーブ状部材を小さい弾性材の穴に装填する。したがって弾性材の穴は例えば２００〜４００％に押し広げられることになる。弾性材の穴が、このように伸長拡大されると、反対に弾性材が原型に回復しようとする収縮圧がスリーブ状部材にかかることになる。穴の形状は円形が好ましいが、これに限らない。太さ同士の比較であるから、例えばスリーブ状部材の中空部の長手方向の容積が、同じ長さにおいて棒状部材の体積よりも大きければよい。また、弾性材が原型に回復しようとする弾性材の応力値（例えば２００〜４００％の伸長応力値）以上の数値をスリーブ状部材２が有すればよい。
【０００８】
このように構成すると、スパイク用穴の太さがスリーブ状部材の太さよりも小さいので、スパイク用の穴がスリーブ状部材を締め付け固定することができ、スリーブ状部材２と棒状部材１との間に隙間ができる。
【０００９】
さらに請求項３に記載のように、請求項１または請求項２に記載のスパイクを装填した弾性材では、前記スリーブ状部材２は、ガラス転移点が５℃以上の高分子組成物で形成されるのが好ましい。ガラス転移点は５℃以上であるが、５５℃以上がさらに好ましい。
【００１０】
また請求項４に記載のように、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスパイクを装填した弾性材では、棒状部材１は、氷点下の温度で粘性弾性率が４Ｅ＋０９ｄｙｎｅ／ｃｍ2 以上であり、常温で粘性弾性率が４Ｅ＋０９ｄｙｎｅ／ｃｍ2 未満である高分子組成物で形成されることを特徴とする。このときは、氷点下では硬く、常温では弾性を有する。
【００１１】
また請求項５に記載のように、請求項１乃至請求項４に記載のスパイクを装填した弾性材では、スリーブ状部材２と棒状部材１とは、一体構造としてもよい。このときは、一体構造であるので製造を一体的におこなうことができ、弾性組成物への組立も容易である。
【００１２】
さらに、請求項６に記載のように、本発明の車両用タイヤでは、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のスパイクを装填した弾性材を円環状に形成し、棒状部材１の先端が前記円環の外側表面に露出して構成されたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号乃至は類似符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１４】
図１を参照して、本発明の実施例であるスパイクタイヤの構成を説明する。図中、本発明の弾性組成物としてのゴムタイヤ本体５に、複合スパイク３が埋め込まれている。図１は、複合スパイク周辺部を抽出して示した断面図である。
【００１５】
複合スパイク３を埋め込む穴は、図４に示すような、ゴムタイヤ本体の外表面に垂直な方向にあけられた、断面が円形の穴である。穴の直径は約２．１ｍｍで深さ方向に一定の直径である。但し、ゴムタイヤの外表面近くには面取りが施してある。穴の深さは約１０ｍｍである。深さのほぼ全長わたって直径は前述の通り約２．１ｍｍであるが、その底部は外表面にほぼ平行な方向に広がった、直径４〜５ｍｍの拡大された円空間となっている。その結果、この穴の全体的側面断面は、一般の木工用の釘の形状を呈している。
【００１６】
複合スパイク３は、図２の拡大断面図に示すように、棒状部材１の周囲を囲む形でスリーブ状部材２が組み立てられて形成されている。
【００１７】
図３の分解図を参照して、複合スパイクの構造をさらに説明する。（ａ）に示すように棒状部材１は、ゴムタイヤ本体に埋め込まれる側、図中で下方には鍔部３２が円環状に形成されている。鍔部３２の外径をｄ３とする。鍔部３２の図中下側には半球状の出っ張り３３が設けられている。この半球の中心と円環状の鍔部３２の中心はほぼ一致している。鍔部３２の図中上方、前記半球状部３３とは反対の側には、円錐台形状（側面断面形状が台形）をした棒状部３１が形成されている。棒状部３１の鍔部３２との接合部の直径ｄ１は前記半球部３３の直径とほぼ同一である。円錐台形状の先端（棒状部３１の先端）の直径ｄ２は、直径ｄ１よりも僅かに小さく形成されている（ｄ１＞ｄ２）。すなわち棒状部３１には僅かなテーパがついている。ここで棒状部３１の全長（鍔部３２の上面から棒状部３１の先端まで）をｈで示す。
【００１８】
一方図３（ｂ）に示すように、スリーブ状部材２は、円筒部２１とその一方の端部（図中下方）に形成された鍔部２１を含んで構成されている。円筒部２１の内径ｄ１’は円筒部２１の全長にわたってほぼ一様であり、棒状部３１の下部の外径ｄ１とほぼ同一乃至僅かに小さく形成されている（ｄ１’≧ｄ１）。鍔部２２の外径ｄ３’は、鍔部３２の外径ｄ３とほぼ同一に形成されている。スリーブ状部材２の全長（鍔部２２の下面から円筒部２１の上端まで）の高さｈ’は、棒状部３１の高さｈとほぼ同一ないしは極僅かながら小さく形成されている（ｈ≧ｈ’）。
【００１９】
このような棒状部材１とスリーブ状部材２とを組み立てた複合スパイク３は、図２の断面図に構成部品それぞれを拡大して示すように、円錐台形状の棒状部材１のテーパの存在故に、棒状部材１の外面とスリーブ状部材２の内面との間に形成された、空間あるいは空隙である間隙４を有する。
【００２０】
図２（ｂ）は、（ａ）に側面断面図を示す複合スパイクの先端から見た平面図である。間隙４が、棒状部材１とスリーブ状部材２との間に形成されている。間隙４は典型的には何も充填されていない空間であるが、断熱材を充填してあってもよい。
【００２１】
図４に示される、深さ１０ｍｍ、直径２．１ｍｍの穴にはめ込まれる複合スパイクの実施例では、スリーブ状部材２の外径は直径７ｍｍである。したがって、スリーブ状部材２の主要部は、タイヤの穴を直径方向に約３倍（７／２．１＝３．３）に押し広げて挿入されていることになる。
【００２２】
この実施例では、スリーブ状部材の外径が７ｍｍの場合で、棒状部材１とスリーブ状部材２との間の先端部の隙間４は０．５〜２ｍｍ程度、好ましくは０．７〜１．２ｍｍである。この隙間４は、タイヤが稼働中に発熱するタイヤ部５からの熱が棒状部材１に伝達しないように遮断できるに十分なだけあればよい。
【００２３】
図２、図３には、隙間４がテーパ状である場合を示したが、棒状部材１の根元がスリーブ状部材２の根元の内径に嵌合する外径を有していればよく、その嵌合部から上部は、ステップ状に直径を小さくして、テーパではなく一様な外径を有するようにしてもよい。
【００２４】
図６を参照して、棒状部材１の形状を説明する。以上の実施の形態あるいは実施例では、棒状部材１の棒状部３１の断面形状は円形であるとして説明した（図６（ａ））が、図６の（ｂ）〜（ｉ）に複合スパイクの先端から見た平面図を示すように、特に棒状部材の断面は種々の形状をとることができる。（ｂ）は長方形の場合である。長方形の４隅がスリーブ状部材の内周に接している。この場合は、棒状部３１にテーパを付けなくてもよい。長方形の各辺とスリーブ状部材の内面との間には空隙ができるからである。長方形は正方形であってもよい。
【００２５】
棒状部材１の断面形状は、円形や長方形に限らず（ｃ）のように三角形、（ｄ）のように５角形、（ｅ）のように六角形、さらに角数の多い多角形（不図示）、（ｆ）のように正方形乃至は菱形、（ｇ）のように中央に円形部を有する十文字、（ｈ）のように隅肉を付けた十文字、（ｉ）のように長細い長方形を２つ並べた下駄の歯形状等種々の形状が考えられる。要は、スリーブ状部材２の中空部の内面と棒状部材１の外面との間に間隙が形成される形状であればよい。
【００２６】
したがって、図示しないが、棒状部材１の円形断面の直径は棒状部材１の長さ方向に一様とし、スリーブ状部材２の中空部の内面に図３（ｂ）中上方に行くに従って広がる傾斜をつけてもよい。また不図示であるが、棒状部材１は単なる（直径の一様な）円柱形状とし、スリーブ状部材２の内面に、スリーブ状部材の長さ方向に襞またはそのような突起を設けて構成してもよい。
【００２７】
図７を参照して、本発明の実施の形態である、乗用車、トラック等の自動車用、自転車用等の車両用タイヤを説明する。これは、路面温度応答型複合スパイクを埋め込んだ車両用タイヤとも言える構造である。
【００２８】
ここで、タイヤトレッドゴム（以下タイヤゴムという）に設られた、図４に示すようなスパイク装填用の穴（以下小穴という）より大きい寸法の非金属製複合スパイク（以下太いスパイクという）を、小穴に装填すると、太いスパイクの外周部が、小穴であるタイヤゴム側の伸長応力を受け密着される。またスリーブ状部材２の鍔２２とそれに重なった棒状部材１の鍔３２とが、小穴の底部の拡大部に嵌まり込んで、複合スパイク３がタイヤゴムから抜けるのを防止する。
【００２９】
太いスパイクの外周部と小穴の内面との密着部から、車の走行時タイヤゴムの発熱が伝達される。本発明の実施の形態である、図２に示すような複合スパイク３は、棒状部材１とスリーブ状部材２との間に空気層である間隙４を有するので、走行時のタイヤの発熱はスリーブ状部材２までは伝わるが、間隙４で遮断され、棒状部材１までは伝わらない。したがって棒状部材の機械的性質が熱によって変化するのを防止できる。
【００３０】
次にスリーブ状部材２の材料について説明する。タイヤゴムの小穴の直径φを３００％以上押し広げた時の外力応力値は、５０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 、あるいはさらに１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の締めつけ圧力となる。スリーブ状部材の材料は、この応力に耐えられるものであり、スリーブ状部材の外径寸法に大きな変化を起こさないプラスチック性状を有する高分子組成物で構成される。
【００３１】
また、タイヤゴムの小穴で発熱する温度は、５〜５５℃の範疇、あるいはさらに５５℃以上にもなるので、この伝達温度領域内、少なくとも５〜５５℃の範囲で、ガラス転移点を有する高分子組成物からなり、前述の外力応力値が、この温度領域内に位置するガラス転移点を境に、低温側ではプラスチック性状領域、高温側ではゴム弾性性状領域に可逆的に変化応答する形状記憶組成物で構成することを特徴とする。
【００３２】
形状記憶組成物の一例として、ポリウレタンポリマーがあるが、これにはエーテル系とエステル系とがある。この２種類のガラス転移点（以下Ｔｇとよぶ）の異なる材料のブレンド比率を変えることで、Ｔｇを−２０℃〜１２０℃の範囲に任意に設定することができる。またエポキシ系樹脂とナイロン、ポリアミド、ポリイソシアネート、ポリサルファイド、フェノール樹脂類との組合せ比率により、前述のＴｇを図１０に示すＴｇ領域を境に、低温側のガラス性状領域と高温側のゴム性状領域を任意に設定することができる。
【００３３】
図１０に、このような形状記憶組成物の温度と弾性率との関係を説明する線図を示す。図示するように、ガラス転移温度Ｔｇの前後がガラス転移領域であり、この領域では、弾性率は急激に変化する。ガラス転移領域よりも低温側はおぼ一定の高い剛性を示すガラス領域であり、ガラス転移領域よりも高温側は、ほぼ一定の低い剛性を示す、いわば弾性を有するゴム領域である。ゴム領域よりさらに高温側は、組成物が流動性を持つ流動領域となる。
【００３４】
また、本発明の実施の形態に用いるスリーブ状部材の材料は、高分子材料の他、セラミックス、金属類及びこれらのアロイ材料、高分子を添加した温度依存性傾斜機能を有する組成物で、前述の外力応力値を越える値を具備するものを代用することもできる。なお、スリーブ状部材２は、棒状部材１よりも短く形成するが、特に金属類に代表される硬い材料で作るときは、棒状部材１とスリーブ状部材との間隙４を形成維持できる範囲で、短くするのが好ましい。このときはスリーブ状部材２の先端部は弾性材５でできたタイヤ６等の表面から、タイヤであれば道路との接触面から十分に内部に入り込むように短くする。このように形成すれば、硬いスリーブ状部材２が道路を削ったり傷つけたりすることがない。
【００３５】
棒状部材１は、図８あるいは図９に特性の一例を示すような温度応答型の材料でできている。この材料は、常温またはそれ以上ではゴム弾性性状領域であり、氷点下以下では、プラスチック性状領域を示す高分子組成物である。路面に接触した雪、氷の温度及びスリーブ状部材２との空隙の温度あるいは棒状部材１の温度が氷点下を示す温度領域では、棒状部材の材料の固さ（粘弾性率〔Ｅ’〕）値が、４Ｅ＋０９以上乃至Ｅ＋１１〔ｄｙｅｎ／ｃｍ2 〕以内の範囲にあり、好ましくは７Ｅ＋０９以上乃至Ｅ＋１１〔ｄｙｅｎ／ｃｍ2 〕以内の範囲にあり、さらに好ましくは９Ｅ＋０９以上乃至Ｅ＋１１〔ｄｙｅｎ／ｃｍ2 〕以内の範囲にある。
【００３６】
氷点以上の例えば１０℃以上の温度領域では、４Ｅ＋０９未満でＥ＋０５〔ｄｙｅｎ／ｃｍ2 〕以上の値を示す路面温度応答型組成物で構成することを特徴とする。Ｅは指数であることを示す。例えばＥ＋０９は１０9 を意味する。
【００３７】
常温とは、２０℃程度をいう。常温では Ｅ＋０９ｄｙｎｅ／ｃｍ2 未満で、好ましくは４Ｅ＋０８ｄｙｎｅ／ｃｍ2 未満、さらに好ましくは３Ｅ＋０８ｄｙｎｅ／ｃｍ2 未満とする。
【００３８】
図８に示す材料では、温度が−３０℃で粘弾性率は約１．４Ｅ＋１０であり、０℃で約７．２Ｅ＋０９であり、粘弾性率は０℃あるいは５℃で急激に減少方向に変化し始めて、２０℃で約１．７Ｅ＋０８となり減少傾向が緩くなる。３０℃では約８．５Ｅ＋０７となる。単位は、いずれも〔ｄｙｅｎ／ｃｍ2 〕である。
【００３９】
また図９に示す材料では、温度が−３０℃で粘弾性率は約２．１Ｅ＋１０であり、０℃で約１．３Ｅ＋１０であり、粘弾性率は０℃あるいは５℃で急激に減少方向に変化し始めて、２０℃で約２．０Ｅ＋０８となり減少傾向が緩くなる。３０℃では約１．１Ｅ＋０８となる。
【００４０】
図９の例でさらに詳細に説明すると、ガラス転移温度Ｔｇは約＋１３．５℃であり、この温度で傾斜（温度当たりの弾性率Ｅ’の変化）が最も急になる。温度Ｔｇを境にして低温側では急激に剛性化し、−０．７℃では、１．３６Ｅ＋１０、−２７℃で２．１６Ｅ＋１０と氷点下の領域ではプラスチック性状領域の平坦な曲線と値を示す。また氷点より高い温度領域では、１．５℃の弾性率１．１９Ｅ＋１０乃至＋１３．５℃のＴｇまでの可逆的な曲線と値の変化を示し、温度Ｔｇを境にして、以後ゴム弾性性状である温度Ｔｇに於ける５．９５Ｅ＋０．８乃至３０℃において１．１８Ｅ＋０．８の値を示す。
【００４１】
このように、図８あるいは図９において、「。」で示すプロットの間隔が大きい領域は単位温度当たりの変化が大きく、温度が時間当たりほぼ一様に変化しているとすれば弾性率の変化は急激であり、短時間で大きく変化することを示し、反対にプロットの間隔が小さい領域では、変化が緩慢であることを示す。
【００４２】
以上説明したような、２種類の材料を複合一体化することにより、二者間に空隙部分を有する複合スパイク構造となる。また、スリーブ状部材２は、タイヤゴムの小穴寸法を拡大した形状寸法で、内径に空洞を有した棒状円筒形状であり、棒状部材１は、スリーブ状部材２の内径寸法を縮小した丸棒円柱形又は多角形の棒状の形状とし、二者間に部分的又は全周に任意の空隙を有することを特徴とする。
【００４３】
また本発明の別の実施の形態による複合スパイク構造は、温度対固さ値が所定の範囲にある材料であれば、単一組成物の空隙を有する単体構造としてもよい。
【００４４】
以上説明したように、世界の冬季用スタンダードタイヤのスパイク装填用穴は、凡そ内径２．１ｍｍφ深さ１０ｍｍで底部に楕円球を有するマッチ棒状のホールが施されいるため、スパイクにタイヤゴムからの熱履歴を受ける。しかしながら、金属類はこれら熱の影響による硬度及び剛性並びに性状に変化を生じないものであった。これに対して、ゴムをはじめとする高分子材料は、低温領域内では剛性を維持するが、高温側では剛性を失う。更に低温領域のガラス転移曲線では、粘弾性体からプラスチック性状に転移変化する。そして硬度や剛性は温度変化に可逆的に応答する。
【００４５】
本発明によれば、小穴の温度履歴を排除し、▲１▼路面を損傷させず、▲２▼氷雪路面の温度に応答するスパイク機能を有し、▲３▼氷雪の有無の識別機能を有し、▲４▼オールシーズンの耐久性や耐磨耗性に優れ、▲５▼操縦安定性及び安全性等の機能の発現を、高分子特有のガラス転移点制御を応用して、一種類以上の高分子組成物からなる傾斜機能型複合構造体として実現する。
【００４６】
なおこのプラスチック性状領域の組成物は、タイヤゴムを押し広げ続け、やがてゴム穴の応力緩和が永久歪みとなって復元力を失う。このように応力緩和の永久歪みの履歴を応用すれば、経時と共に磨耗したスパイクの交換時には、スリーブ状部材２を装着しなくても、棒状部材１だけを単体で取り付けることも可能である。その場合、必要に応じて根元部の鍔３２だけを大きく、あるいは厚く形成したものを用いればよい。即ち、本発明の応用の一つであって、スパイクの交換方法、スパイクタイヤの保守方法として応用できるものである。
【００４７】
本発明は、汎用的に世界で生産されている既存の冬季用スタンダードタイヤの装填用穴に、そのまま装填可能なものとすることができ、この場合は、当然ながらタイヤゴムに、一種の傷となる二次的加工を施す必要もなく、且つ、タイヤモールドも従来のタイヤ用をそのまま使用することができる。
【００４８】
以下、棒状部材１を構成するのに用いる弾性組成物の例を説明する。そのような、温度・圧力感応加硫ゴム組成物としては、０℃以上のガラス転移温度を有する第１のポリマーと、０℃未満のガラス転移温度を有する第２のポリマーとの均一配合物を含有する。
【００４９】
ここで第１のポリマーは０℃以上のガラス転移温度（Ｔｇ）を有するポリマーであれば特に制限されないが、好ましいものとして以下のものが挙げられる。
【００５０】
第１のポリマー            Ｔｇ［℃］
ポリノルボーネン              ＋３５
ポリアクリルニトリル        ＋１０４
ポリ塩化ビニル                ＋８３
ポリウレタン／
塩化ビニル共重合体            ＋５０
エチレン／
塩化ビニル共重合体            ＋７０
エチレン／
酢酸ビニル共重合体            ＋４５
ポリ酢酸ビニル                ＋２９
ポリスチレン                ＋１００
ポリテトラフロロエチレン    ＋１２０
また、本発明の実施の形態に用いる第２のポリマーは０℃未満のガラス転移温度（Ｔｇ）を有するポリマーであれば特に制限されないが、好ましいものとして以下のものが挙げられる。
【００５１】
スリーブ状部材の材料として、第１のポリマー及び下記第３のポリマーアロイによる０℃以上のＴｇを任意に設定可能であり、更に第２のポリマーの組合せによって、氷点下のＴｇを任意に設定することができる。
【００５２】
第２のポリマー          Ｔｇ［℃］
ＥＰＤＭ                      −６０
ポリエチレンテレフタレート    −２３
カルボキシル化ＮＢＲ          −７０
水素添加ＮＢＲ                −６０
カルボキシル化液状ＮＢＲ      −８０
液状ＮＢＲ                    −８０
イソプレン含有ＮＢＲ          −７５
液状ポリブタジエンゴム      −１００
エチレン／メタクリル酸共重
合体の分子間を金属イオンで
架橋したアイオノマー樹脂    −１１０
上記の第１のポリマー及び第２のポリマーはそれぞれ、単独のものを用いてもよく、あるいは複数のものを組合わせて用いてもよい。また、上記のガラス転移温度は、共重合体の分子構造及び分子量によって若干相違しうる。
【００５３】
第３のポリマーアロイ
ナイロン／エポキシ
ウレタン／エポキシ
ニトリル／エポキシ
ポリビニール  ブチラール／フェノリック
ニトリル／フェノリック
ポリエステル／エポキシ
エポキシ／フェノリック
アロイを構成するこれらの高分子は、Ｔｇは全てプラス領域内にあり、これらの異種ポリマーのブレンド比率により、プラス温度領域内でＴｇを可変することができる。アロイ間のプレンド比率により、プラス温度領域アイでＴｇを調整することができる。
【００５４】
上記第３のポリマーアロイは、それぞれ単独のものを用いてもよく、或いは複数を組合せて、スリーブ材料としてもよい。
【００５５】
更に、本発明にかかる第２のポリマーがカルボキシル化ＮＢＲ及び水素添加ＮＢＲからなる群から選択される少なくとも一つのポリマーであると、得られる組成物の耐摩耗性がより充分なものとなる傾向にあり、特に好ましい。第２のポリマーとしてカルボキシル化ＮＢＲ又は水素添加ＮＢＲを用いる場合、第１のポリマーがポリ塩化ビニル、ポリウレタン／塩化ビニル共重合体、エチレン／塩化ビニル共重合体及びエチレン／酢酸ビニル共重合体からなる群から選択される少なくとも一つのポリマーであると、得られる組成物がより確実に所望の性状となる傾向にあり、特に好ましい。
【００５６】
第１のポリマー及び第２のポリマーはそれぞれ、前述のように、得られる加硫ゴム組成物が下記特性：
約−５℃と約１５℃との間に転移点を有し、約１００ｋｇｆ／ｃｍ2 以下の圧力下においては該転移点以上の温度では弾性でありかつ該転移点未満の温度では剛性であり；かつ
約３００ｋｇｆ／ｃｍ2  以上の圧力下においては約−３０℃以上の温度で弾性を与えるような量で含有される。
【００５７】
その際、第１のポリマーの含有量が第２のポリマー１００重量部に対して４０〜２００重量部、特に好ましくは４５〜１００重量部、であることが好ましい。第１のポリマーの含有量が上記下限未満では得られる組成物の剛性を維持し得る圧力の上限及び硬さが所望の水準に達しない傾向にあり、他方、上記上限超では得られる組成物の脆化温度が後述する水準に達しない傾向にある。
【００５８】
また、前記第２のポリマーとしてカルボキシル化ＮＢＲ又は水素添加ＮＢＲを用いる場合は、第１のポリマーの含有量が第２のポリマー１００重量部に対して４０〜１００重量部、特に好ましくは４５〜６０重量部、であることが好ましい。第１のポリマーの含有量が上記下限未満では得られる組成物の剛性を維持し得る圧力の上限及び硬さが所望の水準に達しない傾向にあり、他方、上記上限超では得られる組成物の脆化温度が後述する水準に達しない傾向にある。
【００５９】
また、本発明の実施の形態に用いる組成物としては第１のポリマー及び第２のポリマーはそれらの均一配合物として含有する必要があり、その為に第１のポリマーの溶解度定数(solubility parameter)と第２のポリマーの溶解度定数との差が約２以内、特に好ましくは約１以内、であることが好ましい。溶解度定数の差が約２を超えると、第１のポリマー及び第２のポリマーが互いに溶解しにくい傾向にあり、均一にならずにいわゆる海島構造となる傾向にある。ここでいう溶解度定数（ＳＰ値）とは下記式：
δ＝ＳＰ＝（ＣＥＤ）1/2
［式中、δは溶解度因子、ＣＥＤは凝集エネルギー密度である］
で表わされる値であり、例えば下記式：
（δ＝ＳＰ）＝ｄΣＧ／Ｍ
［式中、ｄは密度、Ｍは基本分子量、Ｇは置換基や原子団の凝集エネルギー定数である］
に基づいて分子構造から算出される。
【００６０】
また、本発明の実施の形態で用いる加硫ゴム組成物は約−３０℃未満、特に好ましくは約−５０℃未満、の脆化温度(brittleness temperature)を有することが好ましい。脆化温度はより低いことが好ましく、上記上限より高いと得られる組成物の使用寿命が所望の水準に達しない傾向にある。ここでいう脆化温度とは、衝撃に耐えることができる最低温度（耐寒温度）であり、ＪＩＳ  Ｋ６３０１に準拠して測定した値である。
【００６１】
本発明の実施の形態に用いる温度・圧力感応組成物は加硫ゴム組成物である。それゆえ本発明の実施の形態で用いる組成物は少なくとも一つのゴム組成物を含み、上記の第１のポリマー及び／又は第２のポリマーがかかるゴム組成物である。なお、本態様においては第１のポリマーと第２のポリマーとをブレンドした均一配合物を用いているが、ガラス転移温度が０℃以上の第１のモノマーと０℃未満の第２のモノマーとを予め組合わせた共重合体をかかる配合物として単独で用いてもよい。
【００６２】
本発明の実施の形態に用いる組成物は他の添加成分を含んでもよく、例えば補強剤、安定化剤（老化防止剤）、充填剤、可塑剤（軟化剤）、加硫剤（架橋剤）、加硫促進剤、粘着付与剤、しゃく解剤(peptizing agent)等を含有することが好ましい。
【００６３】
したがって、前述の第１のポリマー及び第２のポリマーに必要に応じて上記添加成分を添加して得た均一配合物を加硫せしめることによって、下記特性：
約−５℃と約１５℃との間に転移点を有し、約１００ｋｇｆ／ｃｍ2  以下の圧力下においては該転移点以上の温度では弾性でありかつ該転移点未満の温度では剛性であり；かつ
約３００ｋｇｆ／ｃｍ2  以上の圧力下においては約−３０℃以上の温度で弾性である；
を有する本発明の実施の形態に用いる加硫ゴム組成物が得られる。なお、加硫ゴム組成物中の分子構造の網目（架橋）の密度が高いほど転移点及び力学的剛性が高くなる傾向もあり、かかる加硫処理の条件は所望の製品特性に応じて適宜選択される。かかる加硫処理の好適な条件は、温度：１６５℃±１０℃、時間：８分±５分、圧力：１８０ｋｇ／ｃｍ2 ±２０ｋｇ／ｃｍ2 である。
【００６４】
このように、本発明の実施の形態に用いる加硫ゴム組成物は約１００ｋｇｆ／ｃｍ2 以下の圧力下においては上記転移点未満の温度では剛性であり、かつ該転移点以上の温度では弾性である。従って、本発明の実施の形態に用いる加硫ゴム組成物は上記転移点以上の温度範囲の道路上においては弾性であるため路面に損傷を与えずかつそれ自体の摩損による消耗も防止される。他方、約１００ｋｇｆ／ｃｍ2  以下という圧力は氷雪面を突き刺すためには十分な圧力であり、かつ本発明の実施の形態に用いる加硫ゴム組成物は上記転移点未満の温度範囲の道路上においては剛性であるため氷雪面を破壊して食い込んむことが可能である。更に、例えばタイヤから突出しているスパイクに氷雪がなく露出している路面上で加わる圧力は約３００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上となるため、かかる条件下においては上記転移点未満の温度範囲であっても本発明の実施の形態に用いる加硫ゴム組成物は弾性であるため路面に損傷を与えずかつそれ自体の摩損による消耗も防止される。
【００６５】
本発明の実施の形態に用いる組成物はその使用目的に応じて適切な硬さ（剛性状態における硬さ及び弾性状態における硬さ）を有するものであり、弾性状態においては約５０〜約９０、特に好ましくは約５５〜約８５、のショアーＡ硬さを有することが好ましい。かかる硬さは、タイヤや他の輸送用用具に使用するスパイクに本発明の実施の形態に用いる組成物を使用する場合に特に好ましい。かかるスパイクが硬過ぎると路面を損傷して好ましくない傾向にあり、他方柔らか過ぎると耐摩擦性が不充分となる傾向にあるからである。かかる用途には、本発明の実施の形態に用いる組成物は剛性状態においてはできるだけ硬さが高いことが好ましく、約９０以上、特に好ましくは約１００以上、のショアーＡ硬さを有することが好ましい。
【００６６】
本発明の実施の形態に用いる組成物は適切な引張り特性を有するものであり、特に弾性状態においては約２００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上、特に好ましくは約２５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上、の引張り強度を有することが好ましい。剛性状態においては、本発明の実施の形態に用いる組成物は約２８５ｋｇｆ／ｃｍ2  以上、特に好ましくは約３００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上、の引張り強度を有することが好ましい。また、本発明の実施の形態に用いる組成物は、弾性状態においては約５０ｋｇｆ／ｃｍ2以上、特に好ましくは約６０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上、の３００％引張り応力を有することが好ましい。剛性状態においては、本発明の実施の形態に用いる組成物は約３００ｋｇｆ／ｃｍ2  以上の３００％引張り応力を有することが好ましい。
【００６７】
また、本発明の実施の形態に用いる組成物は高引裂き強度、高伸び率、及び低アクロン摩耗量(Akron abrasion number)を有することが好ましい。引裂き強度に関しては、本発明の実施の形態に用いる組成物は、弾性状態において約４０ｋｇｆ／ｃｍ以上の引裂き強度を有することが好ましく、剛性状態においては約１００ｋｇｆ／ｃｍ以上の引裂き強度を有することが好ましい。本発明の実施の形態に用いる組成物の伸び率は、弾性状態において約４００％以上であることが好ましく、剛性状態においては約３００％以下であることが好ましい。本発明の実施の形態に用いる組成物のアクロン摩耗量は、弾性状態及び剛性状態の双方においては約０．１７ｍｌ／１０００回以下であることが好ましい。
【００６８】
以上、本発明の実施の形態に用いる好適な組成物ついて説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、本明細書中の記載に基づいて他の態様も当業者に認識されるものである。
【００６９】
また、上記本発明の実施の形態に用いる温度・圧力感応加硫ゴム組成物は所望の形状や有用な製品に適宜成形することが可能であり、例えば、本発明の実施の形態に用いる加硫ゴム組成物をスパイクに成形し、従来のタイヤ材料からなるタイヤあるいは従来の靴に本発明の実施の形態に用いるスパイクを組合わせてもよい。
【００７０】
弾性組成物は、典型的にはゴムであるが弾性プラスチックであってもよい。本発明の弾性材は例えばゴムタイヤ、雪道用スパイク靴、滑りどめゴムマットとして用いることもできる。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、スリーブ状部材と棒状部材との間には間隙があるので、ここで熱が遮断され、棒状部材に対する外部からの熱の影響を抑えた弾性材を提供することが可能となる。
【００７２】
また、このような弾性材で形成された車両用タイヤは、路面を削ることがなく、雪道や凍結路面でも滑ることがないタイヤとすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合スパイクを装着した本発明の実施の形態である弾性材の側面断面図である。
【図２】図１の複合スパイクを拡大した断面図である。
【図３】図２の複合スパイクを、棒状部材とスリーブ状部材とに分解して示した断面図である。
【図４】図２の複合スパイクを埋め込む対象となる穴の例を示す断面図である。
【図５】従来のスパイクを埋め込んだ弾性材の断面図である。
【図６】棒状部材が種々の形状をした、本発明の実施の形態の複合スパイクを棒状部材の先端方向から見た平面図である。
【図７】本発明の実施の形態である、複合スパイクを装着した車両用タイヤの一部断面側面図である。
【図８】本発明の実施の形態に用いる弾性組成物の性質の一例を示す線図である。
【図９】本発明の実施の形態に用いる別の弾性組成物の性質の一例を示す線図である。
【図１０】本発明の実施の形態に用いる形状記憶組成物の温度と弾性率との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１  棒状部材
２  スリーブ状部材
３  複合スパイク
４  間隙
５  弾性組成物
【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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