(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャンクの下端にフランジを一体的に形成し、前記シャンクの上部には凸部を有するシャンク突出部を設け、前記凸部に筒状の超硬部を嵌合した非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピンであって、前記シャンク突出部が２段階で突出した凸部を呈して形成され、かつ該２段階のうち先端側の凸部に前記筒状の超硬部が嵌合され、接地踏面側からみて前記シャンク突出部が前記超硬部からはみ出さないように設けたことを特徴とする非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピン。
【請求項２】
前記超硬部および前記シャンク突出部の外側形状が円柱状からなる請求項１に記載の非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピン。
【請求項３】
前記超硬部および前記シャンク突出部の最大外径が同一である請求項２に記載の非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピン。
【請求項４】
前記超硬部およびシャンク突出部からなる滑り止め部の長さＬが２ｍｍ超４ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピン。
【請求項５】
前記超硬部の硬さが８０ＨＲＡ以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピン。
【請求項６】
前記超硬部の下側端部面と接する前記シャンク突出部上面にろう溜り用溝を設けた請求項１〜５のいずれか１項に記載の非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピンに関し、更に詳しくは、超硬部に用いる超硬合金の使用量を増やすことなく氷上性能を向上させたスパイクピンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
非金属製のタイヤ滑り止め装置に使用されるスパイクピンは、通常、性能の面から図２に示すような鋼製のシャンク２の上端に超硬合金からなる超硬部３をろう付けし滑り止め部としたものが使用されている。タイヤ滑り止め装置には、このスパイクピン１が加硫成形、射出成形等によりゴムあるいは合成樹脂等からなるネット部４に超硬部３が該ネット部４から突出するように埋め込まれる。そして、ネット部４から突出した超硬部３が凍結路面上での制動、駆動力を生み出している。
【０００３】
氷上性能を向上させるためには、前記超硬部の突出長さを増加させるか、又はスパイクピンの数を増やすことが必要であるが、高価な超硬合金の使用量が大幅に増えてしまうという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、本発明は、超硬合金の使用量を増やすことなく耐スパイクピン抜け性を維持するとともに、氷上性能を向上させたスパイクピンを提供することを目的とする。
【０００５】
【発明を解決するための手段】
上記課題を解決するため、シャンクの下端にフランジを一体的に形成し、前記シャンクの上部には凸部を有するシャンク突出部を設け、前記凸部に筒状の超硬部を嵌合した非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピンであって、前記シャンク突出部が２段階で突出した凸部を呈して形成され、かつ該２段階のうち先端側の凸部に前記筒状の超硬部が嵌合され、接地踏面側からみて前記シャンク突出部が前記超硬部からはみ出さないように設けたことを特徴とする非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピンを提供する。
【０００６】
また、本発明は前記超硬部および前記シャンク突出部の外側形状が円柱状からなる非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピンを提供する。
【０００７】
また、本発明は前記超硬部および前記シャンク突出部の最大外径が同一である非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピンを提供する。
【０００８】
また、本発明は前記超硬部およびシャンク突出部からなる滑り止め部の長さＬが２ｍｍ超４ｍｍ以下である非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピンを提供する。
【０００９】
また、本発明は前記超硬部の硬さが８０ＨＲＡ以上である非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピンを提供する。ここで、硬さとはロックウェル硬さ試験方法（ＪＩＳ  Ｚ  ２２４５）のＡスケールによる硬さ値である。
【００１０】
また、本発明は前記超硬部と前記シャンク突出部をろう付けして固着するが、その両部の間から外側へろうが染み出し外形寸法が大きくなる場合、製造時にスパイクピンを加硫用金型のホルダーに固定する際、うまく入らなくなる恐れがあるため、この問題を解消すべく前記超硬部の下側端部面と接する前記シャンク突出部上面にろう溜り用溝を設けた非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピンを提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。なお、従来例と同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００１２】
図１は本発明に係るスパイクピンの一実施例を示す断面図である。図１において、シャンク２の下端には抜け止め作用を果たす盤状のフランジ７が一体的に形成されており、シャンク２の上端には凸部５を有するシャンク突出部６が設けられていて、前記凸部５には筒状の超硬部３が嵌合されている。より詳しくは、シャンク突出部６は２段階で突出した凸部５を呈して形成され、かつその２段階のうち先端側の凸部に筒状の超硬部３が嵌合されている。そして、シャンク突出部６と超硬部３はろう付けにより固着されている。また、前記シャンク突出部６は隣接する下側のシャンクより細径となっている。上記構成によるスパイクピンにおいて、超硬部３およびシャンク突出部６は、タイヤ滑り止め装置のネット部４から突出するように配置され滑り止め部を構成し、凍結路面走行時の滑り止め機能を果たす。
【００１３】
前記超硬部３およびシャンク突出部６の外側形状は特に限定されるものではなく、円形や六角形、八角形等の適宜な多角形柱状でよいが、製造時、滑り止め部を加硫用金型のホルダーに固定する際、形合わせが不要で固定作業が容易である点から円形が好適である。本図は、前記超硬部３とシャンク突出部６の最大外径が同一の例を示したが、本発明では、シャンク突出部６の最大外径は超硬部３の最大外径と同一か狭く、且つ接地踏面側からみてシャンク突出部６が超硬部３からはみ出さないように設けるのがよい。シャンク突出部６が超硬部３からはみ出していると、超硬部３の外側形状に合せて設けられた加硫用金型のホルダーに入らなくなるからである。また、超硬部３とシャンク突出部６の最大外径は超硬部３が受ける走行時の負荷を集中させない意味から、同一であるのが好ましい。
【００１４】
前記超硬部３の内側形状およびシャンク２の上端の凸部５の外側形状は特に限定されるものではなく、円形や六角形、八角形等適宜な形状で差支えないが、該凸部５へ超硬部３を嵌合させることから同形状とするのがよい。
【００１５】
本発明の超硬部３およびシャンク突出部６からなる滑り止め部の長さＬは２ｍｍ超４ｍｍ以下であるのがよく、好ましくは２．５ｍｍ以上４ｍｍ以下、更に好ましくは３ｍｍ以上４ｍｍ以下である。滑り止め部の長さＬが２ｍｍ超４ｍｍ以下であると、目的とする十分な氷上制動性能をえることができる。滑り止め部の長さＬが２ｍｍ以下では、十分な氷上制動性能が得られず、４ｍｍを超えると氷上制動性能の改善効果は頭打ちとなる反面、滑り止め部がうける負荷が大きくなり、ネット部４からスパイクピン１が抜け易くなる。
【００１６】
シャンク材としては、炭素鋼又は炭素鋼と同程度の価格か安価な金属が好ましい。超硬部材としては、ロックウェル硬さが８０ＨＲＡ以上であることが摩耗耐久性能上好ましく、例えばタングステンカーバイドやタングステン−コバルト合金、チタン合金等の超硬合金が挙げられる。
【００１７】
本発明の滑り止め部は、上述のように超硬部３と２段階で突出した凸部を呈したシャンク突出部６により構成されることから、図１と図２に示したように、超硬部３の長さを従来のスパイクピンと同じか必要最小限に抑えてより短くできるとともに、従来のスパイクピンの滑り止め部の長さＬ’より長くなるように、シャンク突出部６を適宜の長さに設けることができる。この場合、非凍結路面でも先端の超硬部３しか路面と接触しないため摩耗は従来のスパイクピンと変わらず同等の耐久性が保たれるとともに、滑り止め部の長さＬが従来のスパイクピンより長くなった分、氷上性能の向上を図ることができる。
【００１８】
更に、上述のように、本発明の滑り止め部の長さＬが従来のスパイクピンの滑り止め部の長さＬ’より長くても、超硬部３の長さは従来のスパイクピンと同じか必要最小限に抑えてより短くできるので、高価な超硬合金の使用量を従来より同等か少なくできる。
【００１９】
本発明は、前記超硬部３とシャンク突出部６をろう付けして固着するが、ろう付け時に余ったろう材が超硬部３の下側端部面８とシャンク突出部６の上面の間から外側へ染み出し、該超硬部３の外側寸法よりはみ出すと、ネット部にスパイクピンを部分埋設する加硫工程において、スパイクピンの滑り止め部を構成する超硬部３およびシャンク突出部６を加硫用金型のホルダーに固定する際、入らず固定できなくなる恐れがある。このため、上述のようにろうがはみ出す恐れのある形状構成の場合には、シャンク突出部６の上面の凸部５の周囲にろう溜り用の溝９を設ける。ろう溜り用の溝９の断面形状は、特に限定されるものではなく四角形、半円形、三角形等適宜の形状でよい。これにより、ろう付け時過剰のろうが超硬部３の外側寸法よりは染み出し難くなり、スパイクピンのホルダーへの固定を支障なく効率よく行うことができる。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例によって限定するものでないことは言うまでもない。
【００２１】
スパイクピンの作製
超硬部にはタングステンカーバイド−コバルト合金を、シャンクには炭素鋼Ｓ１０Ｃを使用し、超硬部を焼結により、シャンクを型打ちにより作製した。次にこれらを嵌合、ろう付けして図１の形状のスパイクピンを作製した。実施例および比較例は、超硬部は円筒形状、シャンク、シャンク突出部および凸部はともに接地踏面側からみて円形とし、超硬部とシャンク突出部の外径（最大外径）を同一とした。超硬部の外径は５ｍｍ、厚さは１ｍｍである。超硬部の長さおよびシャンク突出部の長さを表１に示す寸法とした。なお、表１に示したシャンク突出部の長さは、滑り止め部の長さＬから超硬部の長さを引いた値としたものである。ろう溜り用溝は幅０．４ｍｍ、高さ０．５ｍｍの四角形断面とし、溝幅の中央部が超硬部の下側端部面に隣接するシャンク突出部上面の外周縁から０．４ｍｍの位置にくるようにリング状に設けた。次いで、これらをろう付けしてスパイクピンを完成した。また、従来例は、シャンク突出部およびろう溜り用溝がないこと以外は、実施例または比較例と同じシャンクとし、これに外径５ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さ２ｍｍの超硬部をろう付けしてスパイクピンとした。
【００２２】
非金属製タイヤ滑り止め装置の作製
前記作製のスパイクピンを予め加硫用金型のホルダーに固定しておき、その上に芯材で補強したゴムをセットし、１０分間加硫してタイヤ滑り止め装置とした。上記加硫によりスパイクピンとゴム製ネットは加硫接着される。
【００２３】
上記５種類の非金属製タイヤ滑り止め装置を下記の測定方法により氷上制動性能、摩耗量およびスパイクピン抜けを測定し、表１の結果を得た。
【００２４】
氷上制動性能の測定方法
氷上性能の評価は本発明では氷上制動性能によって行った。気温−６〜−１０℃の氷上試験路を、タイヤサイズ１８５／７０Ｒ１４に試験サンプルを装着した排気量１．８ｌ乗用車により、４０ｋｍ／ｈの速度で走行し制動（ロック）したときの制動距離を測定することにより評価した。評価結果は制動距離の逆数をもって示し、従来例の制動距離の逆数を基準（１００）とする指数で示した。この指数が大きいほど氷上制動性能に優れている。
【００２５】
耐スパイクピン抜け性の測定方法
タイヤサイズ１８５／７０Ｒ１４に試験サンプルを装着した乗用車により凍結路面上を１０００ｋｍ走行した後、ネット部に残っているスパイクピンの残存数を測定した。従来例のスパイクピンの残存数を基準（１００）とする指数で表示した。この指数が小さいほど抜け易いことを示す。
【００２６】
材料コスト
スパイクピンを構成する全部材に要したコストを従来例を基準（１００）とする指数で示した。この数値が小さいほど安価であることを示す。
【００２７】
【表１】
0004262857.tif 000002
【００２８】
上記表１に示すように、実施例１〜３は従来例と同等の耐スパイクピン抜け性を有するとともに、従来例に比べ氷上制動性能が優れていることがわかる。比較例は、氷上制動性能は優れるが耐スパイクピン抜け性が大幅に劣る。更に、実施例１および実施例３は超硬部の長さが比較例の２ｍｍと比べ１．５ｍｍと短くなっており、高価な超硬合金の使用量が少なく、従来例に比べ炭素鋼製シャンク突出部の長さがそれぞれ１ｍｍおよび２ｍｍ増すものの安価なことから、トータル的には従来例と比べて安価となる。一方、実施例２は従来例と比べ炭素鋼製シャンク突出部が長さ１ｍｍ増しその分コストは高くなるが炭素鋼材が安価なため僅かの上昇に抑えることができる。
【００２９】
次に、前記スパイクピンの作製において、超硬部とこれに接するシャンク突出部上面をろう付けする際の染み出しについて、ろう溜り用の溝を設けた実施例２用スパイクピンとろう溜り用の溝がない以外は実施例２と同じスパイクピンを各々１００個ろう付けした時の染み出し不良品の割合を比較した。
【００３０】
【表２】
0004262857.tif 000003
【００３１】
上記表２に示すように、ろう溜り用溝を設けたスパイクピンではろう材の染み出しが発生しなかったのに対し、ろう溜り用溝を設けなかったスパイクピンでは１００個中３２個の染み出しが発生した。よって、染み出し防止に対するろう溜り用溝の効果の大きいことがわかる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は以上のように、シャンクの下端にフランジを一体的に形成し、シャンクの上部には凸部を有するシャンク突出部を設け、その凸部に筒状の超硬部を嵌合した非金属製タイヤ滑り止め装置用スパイクピンであって、シャンク突出部が２段階で突出した凸部を呈して形成され、かつ該２段階のうち先端側の凸部に前記筒状の超硬部が嵌合され、接地踏面側からみてシャンク突出部が超硬部からはみ出さないように設けたことにより、従来品と比べ高価な超硬合金（超硬部）の使用量を増やすことなく、安価か僅かにコスト高となる程度で滑り止め部を長くでき、よって、耐スパイクピン抜け性を維持したまま氷上性能を向上させることができる。
【００３３】
更に、超硬部の下側端部面と接するシャンク突出部上面に、ろう溜り用溝を設けることにより、ろう付け時の染み出しを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるスパイクピンの断面図
【図２】従来のスパイクピンの断面図
【符号の説明】
１  スパイクピン
２  シャンク
３  超硬部
４  ネット部
５  凸部
６  シャンク突出部
７  フランジ
８  超硬部の下側端部面
９  ろう溜り用の溝
Ｌ、Ｌ’  滑り止め部の長さ
【図１】
0004262857.tif 000004
【図２】
0004262857.tif 000005