(57)【要約】【課題】スタッドピンの打ち込み作業の作業性を低下させることなく、スタッドピンの保持能力を向上して耐ピン抜け性を向上することを可能にしたスタッドピン及び空気入りタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤのトレッド部１に形成された植え込み穴９に挿入される基部１１と該基部１１の先端面から突き出したスタッドコア１２とを有するスタッドピン１０において、基部１１の底面の縁部から離間した位置に該底面から突き出した凸部１３を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤのトレッド部に形成された植え込み穴に挿入される基部と該基部の先端面から突き出したスタッドコアとを有するスタッドピンにおいて、
前記基部の底面の縁部から離間した位置に該底面から突き出した凸部を設けたことを特徴とするスタッドピン。
【請求項２】
前記底面が円形状又は多角形状を有し、前記底面の中心から前記底面の外形線までの長さをＬとしたとき、前記底面の中心からの距離が０．４Ｌ〜０．９Ｌの環状領域に前記凸部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスタッドピン。
【請求項３】
前記環状領域を前記底面側から見た投影面積Ａと前記凸部を前記底面側から見た投影面積ａとの比ａ／Ａが０．１≦ａ／Ａ≦０．６の関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載のスタッドピン。
【請求項４】
前記基部の高さＨと前記凸部の高さｈとの比ｈ／Ｈが０．０５≦ｈ／Ｈ≦０．２の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスタッドピン。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のスタッドピンをトレッド部に形成された植え込み穴に挿入したことを特徴する空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタッドピン及びそのスタッドピンをトレッド部に打ち込んだ空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、スタッドピンの打ち込み作業の作業性を低下させることなく、スタッドピンの保持能力を向上して耐ピン抜け性を向上することを可能にしたスタッドピン及び空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
北欧やロシア等の厳冬地域では、冬季タイヤとしてトレッド部にスタッドピンを打ち込んだ空気入りタイヤ（スタッドタイヤ）が主に使用されている。従来、スタッドタイヤにおいては、トレッド部にスタッドピンを埋設するための複数の植え込み穴を設け、これら植え込み穴に対してスタッドピンを埋設するようにしている。植え込み穴は、通常、円筒状に形成されている。一方、スタッドピンは、円柱状の胴体部とその底側に胴体部よりも膨らんだフランジ部を備える一方で、胴体部の先端に実際に氷雪路面に喰い込むスタッドコアを備えた形状を有する（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
スタッドタイヤの性能は、トレッド部に打ち込まれたスタッドピンによって発揮されるので、スタッドピンが脱落すると氷上性能が著しく低下する。そのため、ピン抜けに対する対策が重要な課題になっている。例えば、特許文献１では、フランジ部の縁部に植え込み穴のタイヤ外側方向に突き出した凸部を形成し、この凸部をトレッドゴムに係留させてピン抜けを抑制するようにしている。しかしながら、このような凸部は、スタッドピンが抜ける方向への動きに対しては効果を発揮するが、スタッドピンは走行時に外力によって様々な方向（例えば、スタッドコアを中心とする回転方向や、スタッドピンの軸に対して交差する方向）に動くので、単にスタッドピンが抜ける方向への動き規制しただけでは、ピン抜けを防止するには不充分である。また、スタッドピンを打ち込む際に植え込み穴の壁面に触れる縁部に凸部が形成されているため、打ち込み時にこの凸部が引っ掛かる虞があり、打ち込み作業の作業性を低下させるという問題がある。そのため、更なる改良が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２‐１３１３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、スタッドピンの打ち込み作業の作業性を低下させることなく、スタッドピンの保持能力を向上して耐ピン抜け性を向上することを可能にしたスタッドピン及び空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明のスタッドピンは、空気入りタイヤのトレッド部に形成された植え込み穴に挿入される基部と該基部の先端面から突き出したスタッドコアとを有するスタッドピンにおいて、前記基部の底面の縁部から離間した位置に該底面から突き出した凸部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、上述のように、スタッドピンの基部の底面の縁部から離間した位置にこの底面から突き出した凸部を設けているので、スタッドピンが植え込み穴に打ち込まれた際に、この凸部が植え込み穴の底面に喰い込み、スタッドコアを中心とする回転や、スタッドピンの軸に対して交差する方向への動きが規制され、耐ピン抜け性を向上することが出来る。また、凸部はスタッドピンの基部の底面の縁部から離間した位置に形成されているので、この凸部が植え込み穴の壁面に触れることがなく、打ち込み作業時の作業性を低下させることはない。
【０００８】
本発明においては、底面が円形状又は多角形状を有し、底面の中心から底面の外形線までの長さをＬとしたとき、底面の中心からの距離が０．４Ｌ〜０．９Ｌの環状領域に凸部を設けることが好ましい。このような領域に凸部を設けることで、スタッドピンの回転に対するエッジ効果を充分に発揮すると共に、底面にかかる圧力を適度にして保持力を向上することができる。
【０００９】
このとき、環状領域を底面側から見た投影面積Ａと凸部を底面側から見た投影面積ａとの比ａ／Ａが０．１≦ａ／Ａ≦０．６の関係を満たすようにするとよい。このように凸部のサイズを設定することで、スタッドピンの回転に対するエッジ効果を充分に発揮すると共に、保持力を充分に向上することができる。
【００１０】
本発明においては、基部の高さＨと凸部の高さｈとの比ｈ／Ｈが０．０５≦ｈ／Ｈ≦０．２の関係を満たすことが好ましい。このように凸部の高さを設定することで、スタッドピンの回転に対するエッジ効果を充分に発揮すると共に、保持力を充分に向上することができる。
【００１１】
上述のスタッドピンをトレッド部に形成された植え込み穴に挿入した空気入りタイヤは、スタッドピンの脱落が防止されるので、優れた氷上性能を長期に亘って維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のスタッドピンが用いられる空気入りタイヤの一例を示す子午線半断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなるスタッドピンを示す斜視図である。
【図３】図２のスタッドピンがタイヤに打ち込まれた状態を示す説明図である。
【図４】図２のスタッドピンの底面を示す正面図である。
【図５】本発明の別の実施形態からなるスタッドピンの底面を示す正面図である。
【図６】本発明の別の実施形態からなるスタッドピンの底面を示す正面図である。
【図７】本発明の別の実施形態からなるスタッドピンの底面を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１において、符号ＣＬはタイヤ赤道を表わす。本発明の空気入りタイヤＴは、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３から構成される。左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部と折り返し部とにより包み込まれている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図１では２層）のベルト層７が埋設されている。各ベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。更に、ベルト層７の外周側にはベルト補強層８が設けられている。ベルト補強層８は、タイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含む。ベルト補強層８において、有機繊維コードはタイヤ周方向に対する角度が例えば０°〜５°に設定されている。
【００１５】
更に、トレッド部１の表面には、複数個の植え込み穴９が設けられ、この植え込み穴９に本発明のスタッドピン１０が打ち込まれている。本発明の空気入りタイヤは、このように植え込み穴９が設けられてスタッドピン１０を打ち込むことが出来れば、その断面構造は上述の基本構造に限定されるものではない。
【００１６】
図２に示すように、本発明のスタッドピン１０は、基部１１とスタッドコア１２とから構成される。図２の例では、基部１１は円柱状の胴体部１１Ａとその底側に胴体部１１Ａよりも膨らんだ円盤状のフランジ部１１Ｂを備える。これら胴体部１１Ａとフランジ部１１Ｂとは一体的に形成される。基部１１は、例えば鉄やアルミニウムなどの磁性金属から構成される。この例では、胴体部１１Ａのフランジ部１１Ｂ側には胴体部１１Ａよりも径が小さくなったくびれ部１１ａが設けられている。このように胴体部１１Ａとフランジ１１Ｂとによってスタッドピン１０の基部１１の側面に凹凸が形成されているのでスタッドピン１０は植え込み穴９から抜け難くなっている。スタッドコア１２は、図３に示すように、スタッドピン１０が植え込み穴９に打ち込まれた際に、タイヤのトレッド部１の表面から突き出して、実際に氷雪路面に喰い込むものであり、例えば超硬合金から構成されている。この例では、基部１１（胴体部１１Ａ）の先端側の面の中心に、この面から突き出すように固定されている。
【００１７】
本発明では、基部１１の底面（フランジ部１１Ｂの底面）に、この底面から突き出した凸部１３が形成されている。この凸部１３は、基部１１の底面（フランジ部１１Ｂの底面）の縁部から離間した位置に配置される。図２の例では、４枚の湾曲した板状の凸部１３が設けられ、図４に拡大して示すように、これら４枚の凸部１３が底面の周縁部の同心円上に等間隔で設けられている。
【００１８】
このように、スタッドピン１０の基部１１の底面の縁部から離間した位置にこの底面から突き出した凸部１３を設けているので、スタッドピン１０が植え込み穴９に打ち込まれた際に、この凸部１３が植え込み穴９の底面に喰い込み、スタッドコア１２を中心とする回転や、スタッドピンの軸に対して交差する方向への動きが規制され、耐ピン抜け性を向上することが出来る。また、この凸部１３はスタッドピン１０の基部１１の底面の縁部から離間した位置に形成されているので、この凸部１３が植え込み穴９の壁面に触れることがなく、植え込み穴９の壁面に干渉しないので、打ち込み作業時の作業性を低下させることはない。
【００１９】
凸部１３は、少なくとも１本が形成されれば、スタッドピン１０の動きを抑制できる。但し、例えば１本の凸部１３がスタッドコア１２の軸上に設けられると、スタッドピン１０の軸と交差する方向への動きは抑制できるものの、スタッドコア１２を中心とする回転は充分に抑制することができない。そのため、凸部１３は、基部１１の底面の縁部から離間させるだけでなく、スタッドコア１２の軸からも離間させることが好ましい。
【００２０】
凸部１３の形状は特に限定されず、図４のように円弧状に構成するほか、例えば図５に示すような湾曲しない板状（断面長方形状の板状）や、図６に示すような棒状（円柱状）に構成することもできる。
【００２１】
基部１１の底面（フランジ部１１Ｂの底面）の形状は特に限定されないが、図２に示すような円形のほか、図７に示すような四角形状、或いは多角形状とすることが好ましい。特に、中心点が存在する対照的な形状の場合にはスタッドピン１０の回転運動が生じ易いので、本発明の凸部１３を適用することで優れた効果を発揮することができる。
【００２２】
このように基部１１の底面が円形状又は多角形状を有する場合、例えば図４に示すように、この底面の中心から底面の外形線までの長さをＬとすると、凸部１３は、底面の中心からの距離が０．４Ｌ〜０．９Ｌの環状領域（図の斜線部分）に配置することが好ましい。より好ましくは、底面の中心からの距離が０．５Ｌ〜０．８Ｌの環状領域に凸部１３を配置するとよい。例えば、フランジ部１１Ｂが半径３ｍｍの円形状であった場合は、長さＬが３ｍｍであるので、凸部１３は、フランジ部１３の中心から０．９ｍｍ〜２．７ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ〜２．４ｍｍのドーナツ状の領域に配置するとよい。このように凸部１３を配置する領域を設定することで、スタッドピン１０の回転に対するエッジ効果を充分に発揮すると共に、底面にかかる圧力を適度にして保持力を向上することができる。このとき、凸部１３が底面の中心からの距離が０．３Ｌの位置よりも中心側に配置されると、スタッドピン１０の回転に対するエッジ効果が充分に発揮されない。凸部１３が底面の中心からの距離が０．９Ｌの位置よりも外側に配置されると、フランジ部１１Ｂの先端部の圧力が高くなり、保持力を向上する効果が充分に得られなくなる。
【００２３】
更に、本発明のスタッドピン１０の基部１１Ａを底面側から見たとき、底面の中心からの距離が所定の範囲になる上述の環状領域の面積Ａと凸部１３の面積ａとの比ａ／Ａが０．１≦ａ／Ａ≦０．６の関係を満たすことが好ましい。より好ましくは、０．２≦ａ／Ａ≦０．４の関係を満たすようにするとよい。尚、面積Ａと面積ａはそれぞれスタッドピン１０の基部１１Ａの底面側から見たときの投影面積である。例えば、面積Ａが１１．３ｍｍ2 である場合、面積ａは、好ましくは１．１３ｍｍ2 〜６．７８ｍｍ2 の範囲、より好ましくは範囲に設定される。このとき、複数個の凸部１３が設けられている場合は、各凸部１３の投影面積の総和を面積ａとする。従って、図４のように同じ形の凸部１３が４個設けられている場合は、各凸部１３の面積は、面積ａの１／４になる。このように凸部１３のサイズを設定することで、スタッドピン１０の回転に対するエッジ効果を充分に発揮すると共に、保持力を充分に向上することができる。このとき比ａ／Ａが０．１よりも小さいと、スタッドピン１０の回転に対するエッジ効果が充分に発揮されない。比ａ／Ａが０．６よりも大きいと、凸部１３と底部との間にゴムが入り難くなり、保持力を充分に発揮支えることが難しくなる。
【００２４】
図３に示すように、スタッドピン１０の基部１１の高さをＨとしたとき、この基部１１の高さＨと凸部１３の高さｈとの比ｈ／Ｈが０．０５≦ｈ／Ｈ≦０．２の関係を満たすようにすることが好ましい。より好ましくは、比ｈ／Ｈが０．０８≦ｈ／Ｈ≦０．１２の関係を満たすようにするとよい。例えば、基部１１の高さＨが９．０ｍｍであると、高さｈは０．４５ｍｍ〜１．８ｍｍ、好ましくは０．７２ｍｍ〜１．０８ｍｍに設定するとよい。このように凸部１３の高さｈ（特に、スタッドピン１０の基部１１の高さＨに対する割合）を設定することで、スタッドピンの回転に対するエッジ効果を充分に発揮すると共に、保持力を充分に向上することができる。このとき、比ｈ／Ｈが０．０５よりも小さいと、スタッドピン１０の回転に対するエッジ効果が充分に発揮されない。比ｈ／Ｈが０．２よりも大きいと、凸部１３と底部との間にゴムが入り難くなり、保持力を充分に発揮支えることが難しくなる。
【００２５】
上述のように構成されたスタッドピン１０をトレッド部１の表面に設けた植え込み穴９に挿入して構成された空気入りタイヤ（スタッドタイヤ）は、スタッドピン１０に設けられた凸部１３によってスタッドピン１０の脱落が防止されるので、優れた氷上性能を長期に亘って維持することができる。また、このような空気入りタイヤを製造する際には、一般的にスタッドピン１０の直径よりも狭い直径を有した植え込み穴９を拡径しながらスタッドピン１０をこの植え込み穴９に挿入するが、上述のように凸部１３がスタッドピン１０の縁部には形成されず、植え込み穴９の壁面に干渉しないので打ち込み作業の作業性が阻害されず、空気入りタイヤの製造作業の作業性を高度に維持することが出来る。
【実施例】
【００２６】
タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６であり、図１の断面構造を有する空気入りタイヤに対して、凸部の有無、凸部の配置位置（フランジ部の中心からフランジ部の外形線までの長さＬに対する範囲）、スタッドピンの基部の高さに対する凸部の高さ（ｈ／Ｈ）、フランジ部の底面の面積に対する凸部の面積（ａ／Ａ）をそれぞれ異ならせたスタッドピンを打ち込み、従来例１、比較例１、実施例１〜７の９種類の試験タイヤを製造した。
【００２７】
尚、いずれの例においてもスタッドピンは図２のような形状を有する。いずれの例においても１２８個のスタッドピンが打ち込まれた。実施例１〜９において、凸部は、図４に示すような湾曲した板状の形状を有し、それぞれ４個の凸部が形成された。表１の「凸部の配置位置」の欄には、この形状の凸部が含まれる領域が距離Ｌの何倍〜何倍の範囲に位置するかを示した。比較例１は、フランジ部の外形線上に、この外形線に沿うように湾曲し、且つ、実施例１〜９における凸部と同じ厚さを有する板状の凸部を４個設けた例である。
【００２８】
これら９種類の試験タイヤについて、下記の評価方法により耐ピン抜け性及び打ち込み性を評価し、その結果を表１に併せて示した。
【００２９】
耐ピン抜け性
各試験タイヤをリムサイズ１６×６．５のホイールに組み付けて、空気圧を２３０ｋＰａとして、排気量２０００ｃｃクラスの前輪駆動車（試験車両）に装着し、アスファルト路面及びコンクリート路面を含む乾燥路面を１００００ｋｍ走行させた後、タイヤから抜け落ちずに残ったスタッドピンの数を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、従来例１の値を１００とする指数にて示した。この値が大きいほど抜け落ちたスタッドピンの数が少なく、耐ピン抜け性が優れていることを意味する。
【００３０】
打ち込み性
各試験タイヤを製造する際、スタッドピンを植え込み穴に挿入する作業にかかる時間を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、従来例１の値を１００とする指数にて示した。この値が小さいほど作業にかかる時間が長く、打ち込み性が低下したことを意味する。尚、指数値が「９９」以上であれば、従来レベルの優れた打ち込み性を維持している。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
表１から判るように、実施例１〜９はいずれも、従来レベルの優れた打ち込み性を維持しながら、耐ピン抜け性を大きく向上した。一方、フランジ部の縁部に凸部を設けた比較例１は、打ち込み性が大幅に低下すると共に、耐ピン抜け性も実施例１〜９に比べて充分に向上することができなかった。
【符号の説明】
【００３３】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  カーカス層
５  ビードコア
６  ビードフィラー
７  ベルト層
８  ベルト補強層
９  打ち込み穴
１０  スタッドピン
１１  基部
１１Ａ  胴体部
１１Ｂ  フランジ部
１２  スタッドコア
１３  凸部
ＣＬ  タイヤセンターライン
【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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