(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドにスタッドが複数埋設されたゴム製タイヤにおけるスタッド構造において、
前記スタッドが、
走行時にサイクロイド曲線を描いて路面に対し垂直に降下し、路面への接地インパクトと同時にバウンドして当該路面から垂直に離反するようになっており、トレッド表面に対して出没自在に設けられた先端部と、
スタッドの外方に張り出すように形成され、前記先端部の路面への接地インパクトを受けて背部のゴム材に食い込むように設けられた基端側のベースマゥントと、
を有しており、
スタッドの前記先端部がタイヤのトレッド表面に対して凹の状態になるように設けられ、当該先端部が、接地するたびにトレッドの弾性変形を介して当該トレッド表面より突出できるようになっており、
前記先端部がトレッド表面より突出して路面に対し垂直に叩きつけられた際に、接地インパクトに応動してスタッドがバウンドすることによって、前記ベースマゥントが背部のゴム材に食い込み、その結果、当該スタッドが接地インパクトと同時にタイヤ中心方向に逃げタイヤ内に埋没するようになっており、
雪路又は凍結路を走行する場合には、接地するたびにスタッドの先端部がトレッドの弾性変形を介して当該トレッド表面より突出し、該スタッドの先端部がバウンドすることなく、トレッドから突出した状態で氷雪面に食い込むようになっている
ことを特徴とするタイヤのスタッド構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
開示技術は、自動車等の車両に装備される対雪路用、凍結路用又は、一般道路（乾燥路面，雨天路面）等のオールシーズン用のタイヤのスタッド構造の構造の技術分野に属する。
【０００２】
【発明の要旨】
この出願の発明は、以下の特徴を有するタイヤのスタッド構造に関わる発明である。
ａ） スタッドは、自動車等の車両のスチールラジアルタイヤ等のタイヤのトレッドに埋設されている。
ｂ） スタッドは、タイヤのトレッド内に一体的に埋設されると共に、その平面状の先端がタイヤ外周面に露呈して路上の氷雪面等を氷点降下させるようにしてある。
ｃ）  上記露呈したスタッドシャンクの部分の側面に対して平行に形成した両垂面とタイヤの側面に対して垂直に形成した両立面とが設けられている。
ｄ） スタッドの中央部が断面略方形に形成されている。
ｅ）  外方に張り出した基部が小判状に形成されている。
ｆ）  車両の発進時、ブレ―キング時等に上記タイヤの両立面がタイヤの滑りに感応して選択的に出没自在にされている。
【０００３】
【従来の技術】
一般に、降雪地方に於いては、冬場、路上に積雪があったり、融雪や水が夜間に凍結したりするアイスバーン等のため、所謂ノ―マルタイヤを装着した車両ではスリップし易く、走行困難であり、又、極めて危険でもあるという理由から、チェ―ンを装着したり、所謂スパイクタイヤを装着したりしてこれに対処している。
【０００４】
特に、常時、路面上の降雪に対処しなければならない降雪地方に於いては、車両走行安定性が良好である点とチェ―ン装着に比べ未装着部がなく、安全であり装脱の手間が省ける等の利点からスパイクタイヤが常用される場合が多い。
【０００５】
而して、周知の如く、従来より、タイヤの外周面に対して常時設定長さ突出している該スパイクタイヤの機能はタイヤのトレッド内に打ち込まれたスタッドのピンの先端をタイヤ外周へ所定長さ露出させることにより、雪面水面等に対してピン先端が加圧されたときの氷雪の氷点降下を利用して氷雪を融解し路面に食込み、そのフック作用を介してスリップを防止するようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
さりながら、上述従来のスパイクタイヤのスタッド構造においては、チェ―ンを装着した場合に比べ、雪面に対する食込み量が比較的に少ないことから、ブレ―キ操作時の制動距離が長くなるという欠点があった。
【０００７】
そして、ロック状態のスリップする等不測の事故が生じかねない虞れもあった。
【０００８】
又、車両の進行方向、及び、左右方向に張設されるチェ―ンに比べ走行時の車両に及ぼす振動等が少ないものの、車両の左右を振れに対して、即ち、横滑り等のスリップに対して有効に対処することが出来ず、運転がし難いという難点もあった。
【０００９】
これに対し、例えば、出願人の先願発明（特開昭６１−２８２１０３号公報）記載の如くピン（スタッド）構造も案出されているが、更に、スパイクタイヤの経時的使用に対してタイヤに埋設されたスタッドがガタツキを起こした場合に、該スタッドがタイヤ内で回転してガタツキがさらに大きくなり、最終的には該スタッドがタイヤから脱落してしまう虞があるという不具合があった。
【００１０】
又、スパイクの先端の超硬度合金部（チップ）がタイヤ外周へ常時設定長さ突起露出しているため、夏季等自動車の一般道路走行中に路面の凹凸状態にひっかかって損傷を与える欠点があり、このため、タイヤのころがり抵抗が増加して燃費が低下すると共に一般乾燥道路の高速走行中の急ブレ―キ操作に対しては制動距離が永雪道路走行とは逆に永く伸びると共に、スピン等の発生により自動車の姿勢保持が不可能になり最も危険な状況に成ることが立証されている。
【００１１】
又、上述欠点により道路に於ける粉塵の発生や騒音等も激しい難点があった。したがって、１９９１年以降は該種スパイクタイヤの製造は禁止されるに至っている。
【００１２】
【発明の目的】
この出願の発明の目的は、
上述従来技術に基づくスパイクタイヤのスタッド構造の問題点を解決すべき技術的課題とし、
車両に対する振動が少なく、走行安定性が良いというスパイクタイヤの利点を生かしながらも、ブレ―キ操作時に制動距離を短縮することが出来るばかりでなく、一般道路の通常走行中の粉塵や騒音の発生を抑制し路面に損傷を与えないようにすると共に、タイヤから脱落しないようにし、全ての天候変化に対応したタイヤで対候的な天候変動に関係なくスタッドの路面に対するフックが有効に作用して又、タイヤから脱落しないようにして環境の保全と人間生活の安全をコンセプトに二律背反するタイヤ技術の未開発分野に全く独創的な発想から発明された１５年余りの実証研究に基づくオールラウンドなタイヤ技術を確立し、無公害タイヤのスタッド技術とし交通産業における自動車利用分野に益する新規な優れたタイヤのスタッド構造を提供せんとするものである。
【００１３】
而して、タイヤの指定空気圧に対し、０．５気圧範囲程度の増減でスタッドの効果をよりハード、又は、ソフトに調整可能であるようにしたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述課題点を解決するために、
ａ） スタッドが、タイヤのトレッドに埋設されている。
ｂ） スタッドの中央部が断面略方形に形成され、かつ、外方に張り出したその基部が小判状に形成されている。
ｃ）  タイヤがトレッドの円周方向に沿って変形することにより、スタッドが、ゴムの弾性とスタッドのフローティング機能を介して選択的に出没自在にされている。
ｄ） 所定の接地圧力に設定されたスタッドの先端が、タイヤのトレッド表面より選択的に出没するようにされている。
ｅ） スタッドの露呈部が、その縁部にシャープなエッジ部を形成されている。
ｆ）  上記スタッドのベースマウントのタイヤ表面側とは逆方向の面にタイヤの周方向に沿うノッチが形成されている。
ｇ）  上記シャンク部には、テーパー部を介して上記ベースマウントが一体的に固設されている。
ｈ）  上記スタッドの先端露出部は、周囲に硬化層が形成され、磨耗しても、常時エッジ状のシャープコーナーが保持される。
ｉ）  該露出部がタイヤのトレッドと同色にも対応される。
ｊ）  更に、上記ノッチが逆Ｖ形状にされ、スタッドの姿勢が廻り止めされ円周方向に保持される。
【００１５】
そして、該シャンク部の表面に浸炭処理埋没等により硬化層が形成されている。
【００１６】
【作用】
スタッドのシャンクの露出部は、トレッド面に対し若干マイナス状態（凹状態）に埋設され、かかる凹の状態は経時的に保持される。
ところが、タイヤの外周部が雪面等を押圧すると氷点降下により氷雪が融解し、スタッドが雪面に食込み、スリップ方向のスタッドのエッジが路面にフックされる。
車両の左右方向のスピーンスリップに対しては露出部のタイヤ側面に形成された両垂面と両立面のエッジがフックされスリップ防止する。
【００１７】
通常走向においては、所定接地圧に設定されたスタッドのベースマゥントが、その背部側のタイヤのゴム弾性により上下に運動し、それによって路面の損傷を防止する。
而して、経時的使用によりタイヤのトレッド内でのガタツキは生ぜず、又、ベースマゥントが断面略方形に形成され、該外方向に張り出した基部が小判状の形成と底部の略Ｖ字状のノッチにより回り止めされ、抜け止めされタイヤから脱落することはない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、この出願の発明が実施しようとする形態を実施例の態様として図面に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００１９】
第１，２，３図に示す様に、タイヤ１のトレッド２に、この出願の発明の要旨を成す所定の金属や硬質合成樹脂製等のスタッド３が多数埋設されている。
【００２０】
所定の接地圧に設定されたスタッド３は、タイヤの走行時に所謂サイクロイド曲線運動をし、路面に対して垂直で降下し、インパクトを介し路面から垂直に離反されるものである。
その前後におけるスタッド３は基本的にガタツキが生じないようにされる。
中央のシャンク部は断面略方形に形成され、タイヤ１内での埋没状態での回り止め機能を有するようにされている。
外方に張り出して形成され小判状の基部４は、タイヤ１内のトレッド２にフローティング部３´以外の部分に支持されるようにされている。
【００２１】
そして、該シャンク部の表面には浸炭処理埋没により硬化層３´が形成される。
【００２２】
而して、スタッド３の外方に張り出した小判状の基部のベースマゥント４は、トレッド２に対する脱落機能を有し、トレッド２に対して損傷を与えないように皿状（甲丸）の形状にされている。
【００２３】
又、スタッド３の先端には、縁部は降下層の平坦面５に形成されて、エッジ部８に接続し、タイヤ１の外面へ全体が露出した部分であり、そして、タイヤ１の図示しない両側面に対して該スタッド３のシャンク部に平行に形成された両垂面６、６とタイヤ１の側面に対して垂直でタイヤ１の接地状態で該垂面６、６の前後側に形成された一対の立面７、７とを該シャンク部に対し備えており、上記両垂面６、６が車両のスタッド３の埋設トレッド２のゴム弾性を介し、又、フローティング部３´を介して揺振動してフック作用をエッジ部８に対して作用させ、左右方向のスリップを防止し、両方の立面７、７、及び、各立面７と平坦面５とで形成される突起部８が同様にスタッド３に同様ゴム弾性によりブレ―キ操作時や発進時のタイヤ１のスリップに抗するようにされ、トレッド２のゴム弾性とフローティング部３´の作用により車両の制動距離を短縮させるようになっている。
【００２４】
尚、タイヤ１には一般態様同様に溝９が刻設され、該スタッド３のベースマウント４の底面１０は皿状に湾曲して形成されている。
【００２５】
但し、この場合、スタッド３の通常の運動は何等支承にはならないものである。
【００２６】
上述構成において、スタッド３を多数埋設するタイヤ１のトレッド２が装着された車両を用いて冬季の雪路や凍結路を走行するに、スタッド３のエッジ部８がトレッド２から突出して路面に押圧され氷点降下作用により氷雪を融解させ、その結果、該スタッド３の先端がトレッド１から露呈して氷雪面に食込み、路面に対し、フック作用を与える。
【００２７】
而して、走行中に車両の車輪が左右にスリップするようなカーブにおいては、トレッド２のゴムの弾性を介して作用するものであり、該スタッド３の先端のタイヤ１の側面に沿って形成された両垂面６、６が、車両の左右の振れに抗して揺振動してスリップを防止する。又、走行中にブレーキを操作した場合には、図４に示す様にタイヤ１のトレッド２が周方向に沿って変形し、溝９に自由に逃げることが出来ることもあってタイヤ１のトレッド２のゴム弾性によってスタッド３がトレッド２内で弾性を介して傾動するため、タイヤ１の側面に対して垂直で該タイヤ１の接地状態で前方側（図４で左側）に形成された立面７、及び、そのコーナー部のエッジ８の突起部が氷雪面をとらえ、車両のスリップが最小限に押えられて制動距離が短縮される。
【００２８】
而して、凍結路に対するスリップを伴う発進時には、図５に示す様に、上述同様傾動するスタッド３により上述とは反対側（図５で右側）の立面７とコーナー部のエッジ８の突起部選択的に逆傾斜して凍結面をとらえ、発進時のスリップを完全に防止する。
【００２９】
次に、降雪が無い道路を走行したり、春先以降の融雪氷解状態の一般道路を走行する場合について述べる。
図６に示す様に、スタッド３の平坦面５が路面に対し、サイクロイド曲線により垂直に叩き付けられた時は、ベースマウント４の背部側のゴム層に食込むバウンド状態になる。
即ち、タイヤ１中心方向にスタッド３がバウンドして逃げることになり、スムーズな走向が成されて路面損耗を抑制する。
それによって、転がり抵抗が減少することにより、燃費を改善させ、又、粉塵や騒音の発生を抑制して走行することが出来る。
【００３０】
又、スタッド３の損耗はその表面の硬化処理層により抑制される。
【００３１】
更に、スタッド３のベースマウント４がトレッド２内にて外方に張り出して小判状に形成されていることにより、該スタッド３がタイヤ１から脱落するのを確実に防止する。
又、経時的使用においても、該スタッド３の脱落はない。
又、該スタッド３の中央部が断面略方形に形成され、ベースマウント４の小判状の形状に加え底部の逆Ｖ字のノッチ１１が設けられているため、該スタッド３が回動することがなく、垂面６，立面７の位置が変わったり、左右方向，前後方向のフック作用に支承をきたすこともない。
【００３２】
又、ベースマウント４の基部には小判状部が形成され底面に逆Ｖ状のノッチ１１が設けられていることにより、回り止め機能を有しながらも、トレッド２に対して損傷を与えることがない。
【００３３】
そして、上述実施の形態は通常の一般の乗用車に適用した態様であるが更に図７に示す形状にするのも可能であり、スタッド３のトレッド２内に於ける回り止めが図れる。
【００３４】
即ち、スタッド３の露出部が拡大されても、図示しない路面に対する損傷を防止するようにされてタイヤ１内の空気圧に対する設定閾値を介して保持することによりベースマウント４の規格は変更しない。
【００３５】
尚、この出願の発明の実施形態は各上述実施例に限られるものでないことは勿論であり、例えば、スタッド３先端を湾曲状にしてもよい等種々の態様が採用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上、この出願の発明によれば、基本的に、チェ―ン装着に比べ、極めて走行安定性に優れているというスパイクタイヤの利点を生かしながらも、車両の左右のスリップやブレ―キ操作時のスリップを確実に減少させ、安全性をより向上させることが出来、スムーズなオールシーズン的な走行が無公害裡行えるという優れた効果が奏される。
【００３７】
又、スタッドの露出した先端にかけてタイヤの側面に対して平行に形成した両垂面とタイヤ側面に対して垂直に形成した両立面とが設けられていることにより、例えば、コ―ナを走行している場合の後輪の左右方向のスリップに対しては両垂面でスリップによるオーバーランを防止し、又、フローティング部から先部による露呈現象によりブレ―キ操作時、及び、発進時に生ずる前後方向のスリップに対してはタイヤのトレッドが周方向に変形すること等をタイヤのトレッドのゴムの弾性及びフローティング効果を介して利用して両方の立面でこれを防止し、走行安定性を維持したままチェ―ン装着の場合のような雪面に対する確実な食込みが実現されるという優れた効果が奏される。
【００３８】
更に、中央部が断面略方形に形成され外方に張り出した基部が小判状に形成されていることによりスタッドがタイヤのトレッド内でガタツキを起こしたとしても、ピンは回転することがなく、両垂面、及び、両立面の方向が変化し、スタッドのスパイク作用に悪影響を及ぼさず、又、先端基部がトレッドに損傷を与えず、路面の傷発生や粉塵の発生や騒音の発生がなく燃費も向上するという優れた効果が奏される。
【００３９】
又、スタッドがバウンドしてトレッド２に対し出没自在にされていることにより、オーバーランを防止し、而して、タイヤ１に指定の空気圧に対し、０．５kg/cm2±の圧力調整でスタッド３のエッジ８の効きをハード、又は、ソフトにすることが出来る。
夏季等においては、ソフトにすることで路面損傷と発生する粉塵公害と騒音公害を起こすことがなく、又、季節に応じてタイヤの着脱効果等をせずにすむことになり、全自動的にスタッドのタイヤ周面に対する出没が行え、したがって、オールシーズンの装着走向が出来るという優れた効果が奏される。
【００４０】
そして、振動も少ないために快適な走行が得られるというメリットもある。
【００４１】
更に、スタッドの端部のベースマウントにノッチが設けられていることによりトラックやバス等の大型車両に装着する場合であってもその脱落、回転が生じないというメリットがある。
【００４２】
加えて、構造がシンプルであり、使用の信頼性も高く軽量であるために、コスト的にも安くつき軽量化と省エネルギーの時代感覚に適合するという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の１実施例の全体正面図である。
【図２】  側面図である。
【図３】  平面図である。
【図４】  各々氷雪道路制動時、氷雪道路発進時、通常路面走行時の状態を示す断面図である。
【図５】  各々氷雪道路制動時、氷雪道路発進時、通常路面走行時の状態を示す断面図である。
【図６】  各々氷雪道路制動時、氷雪道路発進時、通常路面走行時の状態を示す断面図である。
【図７】  スタッド構造の他の態様の態様図であり、（イ）はその側断面図、（ロ）はその縦断面図である。
【符号の説明】
１    タイヤ
２    トレッド
３    ピン
３´  フローティング部
４    ベースマウント
６    垂面
７    立面
８    エッジ部
【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】
0004277944.tif 000007
【図７】
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