(57)【要約】【課題】タイヤに埋設されたスタッドピンの抜け方向（軸方向）の動きと軸を中心とした回転を抑制して、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に挿入されるピン本体１１と該ピン本体１１の上端面から突き出したスタッドコア１２とを有し、ピン本体１１が胴体部１１Ａとくびれ部１１Ｂとフランジ部１１Ｃとで構成されるスタッドピン１０において、胴体部１１Ａの側面に該側面から突き出した複数個の凸部１３を設け、各凸部１３を最大高さｈとなる位置１３Ｐから胴体部１１Ａの軸方向下端に向かって高さが漸減する形状に構成すると共に、各凸部１３の最大高さｈとなる位置１３Ｐを各凸部１３の胴体部１１Ａの軸方向下端側の端部１３Ａから胴体部１１Ａの軸方向に測定される凸部１３の長さＬに対して０．７Ｌ〜１．０Ｌの範囲に配置する。【選択図】図２
2016130059.tif 000002
【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ピン本体と該ピン本体の上端面から突き出したスタッドコアとを有し、前記ピン本体が胴体部と該胴体部の下端側に位置するくびれ部と該くびれ部の下端側に位置して該くびれ部よりも拡張されたフランジ部とで構成されるスタッドピンにおいて、
前記胴体部の側面に該側面から突き出した複数個の凸部を設け、各凸部の最大高さをｈとし、前記胴体部の軸方向に測定される前記凸部の長さをＬとしたとき、各凸部を最大高さｈとなる位置から前記胴体部の軸方向下端に向かって高さが漸減する形状に構成すると共に、各凸部の最大高さｈとなる位置を各凸部の前記胴体部の軸方向下端側の端部から前記長さＬに対して０．７Ｌ〜１．０Ｌの範囲に配置したことを特徴とするスタッドピン。
【請求項２】
前記胴体部の最大幅Ｗと前記凸部の最大高さｈとの比ｈ／Ｗが０．０４≦ｈ／Ｗ≦０．４の関係を満たす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】
前記胴体部の側面の表面積Ａと前記凸部の投影面積ａとの比ａ／Ａが０．１≦ａ／Ａ≦０．７の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のスタッドピン。
【請求項４】
請求項１〜３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、タイヤに埋設されたスタッドピンの抜け方向（軸方向）の動きと軸を中心とした回転を抑制して、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、胴体部とその下端側に位置するくびれ部とその下端側に位置してくびれ部よりも拡張されたフランジ部を備えるピン本体と、ピン本体の上端面から突き出て実際に氷雪路面に喰い込むスタッドコアとで構成される（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）に動くので、単にスタッドピンが抜ける方向への動きを規制しただけでは、ピン抜けを防止するには不充分であるという問題がある。そのため、スタッドピンの軸を中心とする回転も抑制可能とする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、タイヤに埋設されたスタッドピンの抜け方向（軸方向）の動きと軸を中心とした回転を抑制して、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ピン本体と該ピン本体の上端面から突き出したスタッドコアとを有し、前記ピン本体が胴体部と該胴体部の下端側に位置するくびれ部と該くびれ部の下端側に位置して該くびれ部よりも拡張されたフランジ部とで構成されるスタッドピンにおいて、前記胴体部の側面に該側面から突き出した複数個の凸部を設け、各凸部の最大高さをｈとし、前記胴体部の軸方向に測定される前記凸部の長さをＬとしたとき、各凸部を最大高さｈとなる位置から前記胴体部の軸方向下端に向かって高さが漸減する形状に構成すると共に、各凸部の最大高さｈとなる位置を各凸部の前記胴体部の軸方向下端側の端部から前記長さＬに対して０．７Ｌ〜１．０Ｌの範囲に配置し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、スタッドピンの胴体部の側面に所定の形状の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内周面に喰い込み、スタッドピンの抜け方向への動きとスタッドコアを中心とする回転が規制され、耐ピン抜け性を向上することが出来る。特に、各凸部が最大高さｈとなる位置から胴体部の軸方向下端に向かって高さが漸減する形状を有し、且つ、各凸部の最大高さｈとなる位置を各凸部の胴体部の軸方向下端側の端部から凸部の軸方向長さＬに対して０．７Ｌ〜１．０Ｌの範囲に配置しているため、スタッドピンを植え込み穴に打ち込む際に、凸部によって打ち込み方向への動きが阻害され難くなり、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、胴体部の最大幅Ｗと凸部の最大高さｈとの比ｈ／Ｗが０．０４≦ｈ／Ｗ≦０．４の関係を満たすことが好ましい。このように凸部の最大高さｈを設定することで、凸部を植え込み穴の内周面に適度に喰い込むようになり、効率良く耐ピン抜け性を高めることができる。
【０００９】
本発明では、胴体部の側面の表面積Ａと凸部の投影面積ａとの比ａ／Ａが０．１≦ａ／Ａ≦０．７の関係を満たすことが好ましい。このようにスタッドピンの胴体部の側面に占める凸部の割合を設定することで、凸部を植え込み穴の内周面に適度に喰い込ませることができ、効率良く耐ピン抜け性を高めることができる。
【００１０】
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】
【００１１】
【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】本発明の実施形態からなる凸部を拡大して示す説明図である。
【図５】本発明の別の実施形態からなる凸部を拡大して示す説明図である。
【図６】本発明の別の実施形態からなる凸部を拡大して示す説明図である。
【図７】本発明の別の実施形態からなるスタッドピンを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
図２に示すように、本発明のスタッドピン１０は、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に挿入されるピン本体１１と、ピン本体１１の上端面から突き出したスタッドコア１２とから構成される。図２の例では、ピン本体１１は円柱状の胴体部１１Ａと、その下端側に位置するくびれ部１１Ｂと、その下端側に位置してくびれ部１１Ｂよりも径方向に拡がった円盤状のフランジ部１１Ｃとを備える。ピン本体１１の全体（即ち、胴体部１１Ａとくびれ部１１Ｂとフランジ部１１Ｃ）は一体的に形成される。ピン本体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。このように胴体部１１Ａとくびれ部１１Ｂとフランジ１１Ｃとによってスタッドピン１０のピン本体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、ピン本体１１（胴体部１１Ａ）の上端側の面の中心に、この面から突き出すように固定されている。
【００１６】
本発明では、ピン本体１１の胴体部１１Ａの側面に、この側面から突き出した凸部１３が形成されている。各凸部１３の最大高さをｈとし、胴体部１１Ａの軸方向に測定される凸部１３の長さをＬとすると、各凸部１３は、最大高さｈとなる位置１３Ｐから胴体部１１Ａの軸方向下端に向かって高さが漸減する形状に構成されている。また、各凸部１３の最大高さｈとなる位置１３Ｐは、各凸部１３の胴体部１３の軸方向下端側の端部１３Ａから凸部１３の軸方向長さＬに対して０．７Ｌ〜１．０Ｌの範囲に配置されている。
【００１７】
本発明では、このように、ピン本体１１の胴体部１１Ａの側面に上述の特定の形状の凸部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の内周面に喰い込み、スタッドピン１０の抜け方向への動きとスタッドコア１２を中心とする回転が規制され、耐ピン抜け性を向上することが出来る。特に、各凸部１３が最大高さｈとなる位置１３Ｐから胴体部１１Ａの軸方向下端に向かって高さが漸減する形状を有し、且つ、各凸部１３の最大高さｈとなる位置１３Ｐが凸部１３の胴体部１１Ａの軸方向下端側の端部１３Ａから凸部１３の軸方向長さＬに対して０．７Ｌ〜１．０Ｌの範囲に配置されているため、スタッドピン１０を植え込み穴に打ち込む際に、凸部１３によって打ち込み方向への動きが阻害され難く、打ち込み作業時の作業性を低下させることはない。また、スタッドピン１０が上述の形状を有することで、スタッドピン１０が植え込み穴９内で抜け方向に移動した場合であっても、スタッドピン１０が路面に当接することでスタッドピン１０が植え込み穴９の底方向に容易に移動するので、耐ピン抜け性を向上するには有利になる。
【００１８】
このとき、上述の端部１３Ａから上述の位置１３Ｐまでの距離が０．７Ｌよりも小さいと、凸部１３の最大高さｈとなる位置１３Ｐが凸部１３の胴体部１１Ａの軸方向下端側の端部１３Ａ側に寄り過ぎるため、凸部１３が植え込み穴９内で打ち込み方向へ動く際の阻害要因となる。
【００１９】
図２の例では、胴体部１１Ａが円柱形を有し、フランジ部１１Ｃが円盤状に形成されるが、本発明では、胴体部１１Ａの形状によらず胴体部１１Ａの側面（植え込み穴９の内周面に接触する面）に上述の特定の形状の凸部１３を設けることで、打ち込み作業時の作業性を低下させることなく耐ピン抜け性を向上することができる。即ち、胴体部１１Ａの形状は図示の円柱に限定されず、例えば、四角柱等の角柱など、種々の形状を底面とする柱体を採用することができ、くびれ部１１Ｂおよびフランジ部１１Ｃについても胴体部１１Ａの形状に応じた様々形状とすることができる。
【００２０】
各凸部１３の形状は上述のように、凸部１３の最大高さｈとなる位置１３Ｐから胴体部１１Ａの軸方向下端に向かって高さが漸減する形状であれば、特に限定されないので、例えば、図４に示すような様々な形状を採用することができる。図４（Ａ）は、図２，３に示した凸部１３を拡大したものであり、凸部１３の胴体部１１Ａの軸方向上端側の面が四角形であり、凸部１３の胴体部１１Ａの軸方向下端側の面が四角形であり、凸部１３の側面が三角形である例である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の例とは異なり、凸部１３の胴体部１１Ａの軸方向下端側の面が三角形である例である。即ち、凸部１３の胴体部１１Ａの軸方向下端側の端部１３Ａに向かって凸部１３の高さだけでなく、凸部１３の幅も漸減する形状である。図４（Ｃ）は、凸部１３が三角錐状である例である。
【００２１】
これら図４に示した例では、凸部１３の高さが最大高さｈとなる位置１３Ｐから徐々に減少して胴体部１１Ａの側面まで到達するため、いずれの凸部１３も、その側面から見た形状が三角形であるが、例えば、図５に示すように、胴体部１１Ａの側面まで到達する前に凸部１３における胴体部１１Ａの軸方向下端側の面を終端させて、凸部１３の胴体部１１Ａの軸方向下端側の端部１３Ａが階段状に胴体部１１Ａの側面と繋がるようにしてもよい。即ち、図４に示した例において、凸部１３の胴体部１１Ａの軸方向下端側の突端を切り落とした形状、つまり側面視で台形状とすることも可能である。尚、図５の例は、図４（Ｂ）の凸部１３の胴体部１１Ａの軸方向下端側の突端を切り落とした形状に相当する。
【００２２】
また、各凸部１３を、図６に示すように、ピン本体１１の胴体部１１Ａの側面（外周面）に沿って一定の長さを有するように延在する形状に構成してもよい。図６の凸部１３は、図４（Ａ）に示した凸部１３をピン本体１１の胴体部１１Ａの外周面に沿って延在させた形状を有する。尚、凸部１３がピン本体１１の胴体部１１Ａの外周面の全周に亘って延在する環状形状を有する場合、スタッドピン１０の軸を中心とする回転を規制するエッジが無くなるため、回転を抑制することができなくなる。
【００２３】
このような様々な形状の凸部１３は、例えば、ピン本体１１を成形する金型に、凸部１３に対応する凹部を設けたうえでプレス成型することで製造することができる。
【００２４】
凸部１３は、ピン本体１１の胴体部１１Ａの側面に少なくとも２個を設ければよいが、好ましくは、３個〜１２個を設けるとよい。このとき、凸部１３による効果がピン本体１１の胴体部１１Ａの全周に亘って効率良く発揮されるように、胴体部１１Ａの側面（外周面）における同一周上に等間隔で配置するとよい。尚、凸部１３は、ピン本体１１の胴体部１１Ａの側面において、単一の同一周上に配置する必要はなく、図７に示すように複数列を設けるようにしてもよい。特に図７の例では、一方の列に含まれる凸部１３と他方の列に含まれる凸部１３とが互い違いに配置され、全体として凸部１３がピン本体１１の胴体部１１Ａの側面に千鳥状に配置されている。
【００２５】
凸部１３の最大高さｈは、植え込み穴９への打ち込みを阻害しない一方で、充分なエッジ効果が得られる高さに設定することが好ましい。具体的には、ピン本体１１の胴体部１１Ａの最大幅Ｗと凸部１３の最大高さｈとの比ｈ／Ｗが０．０４≦ｈ／Ｗ≦０．４の関係を満たすようにするとよい。このとき、比ｈ／Ｗが０．０４よりも小さいと、凸部１３を植え込み穴９の内周面に充分に喰い込ませることができず、耐ピン抜け性を充分に高めることが難しくなる。比ｈ／Ｗが０．４よりも大きいと、凸部１３と胴体部１１Ａとの間にゴムが入り込み難くなり、保持力を充分に向上することが難しくなる。
【００２６】
凸部１３の形状や個数によらず、ピン本体１１の胴体部１１Ａの側面の表面積Ａと凸部１３の投影面積ａとの比ａ／Ａが０．１≦ａ／Ａ≦０．７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ａ／Ａを０．３≦ａ／Ａ≦０．５の範囲に設定するとよい。このように胴体部１１Ａの側面に占める凸部１３の割合を設定することで、凸部１３を植え込み穴９の内周面に適度に喰い込ませることができ、効率良く耐ピン抜け性を高めることができる。このとき、比ａ／Ａが０．１よりも小さいと、凸部１３を植え込み穴９の内周面に充分に喰い込ませることができず、耐ピン抜け性を充分に高めることが難しくなる。比ａ／Ａが０．７よりも大きいと、凸部１３と胴体部１１Ａとの間にゴムが入り込み難くなり、保持力を充分に向上することが難しくなる。尚、胴体部１１Ａの側面の表面積Ａは、凸部１３を含む胴体部１１Ａの側面全体の表面積であり、凸部１３の投影面積ａは、各凸部１３をスタッドピン１０の軸方向へ垂直に投影した際の各凸部１３の面積の総和である。
【００２７】
上述の表面積Ａは、スタッドピン１０の大きさにより異なるが、例えば、表面積Ａが５５ｍｍ2 である場合、凸部１３の投影面積ａは、好ましくは５．５ｍｍ2 〜３８．５ｍｍ2 、より好ましくは１６．５ｍｍ2 〜２７．５ｍｍ2 となる。
【００２８】
凸部１３は、ピン本体１１の胴体部１１Ａの側面であればどこに設けても良いが、凸部１３の胴体部１１Ａの軸方向上端側の面とピン本体１１の胴体部１１Ａの上端面とが面一であると、凸部１３が喰い込む位置がトレッド表面に近付き過ぎるため、充分に保持力を高めることができない。また、凸部１３が摩耗により損傷し易くなる。そのため、凸部１３は、胴体部１１Ａの軸方向下端から胴体部１１Ａの高さ（軸方向長さ）Ｈの０％〜９０％の範囲に設けるとよい。
【００２９】
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。
【００３０】
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、上述のように各凸部１３が最大高さｈとなる位置１３Ｐから胴体部１１Ａの軸方向下端に向かって高さが漸減する形状に構成され、且つ、各凸部１３の最大高さｈとなる位置１３Ｐが各凸部１３の胴体部１１Ａの軸方向下端側の端部１３Ａから所定の範囲に配置されるので、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維持することが出来る。
【実施例】
【００３１】
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、凸部の胴体部の軸方向下端側の端部からの凸部の最大高さ位置（凸部の軸方向長さＬに対する割合）、胴体部の最大幅Ｗと凸部の最大高さｈとの比ｈ／Ｗ、胴体部の側面の表面積Ａと凸部の投影面積ａとの比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１〜１０の１２種類の試験タイヤを製造した。
【００３２】
尚、いずれの例においてもスタッドピンは基本的に図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。比較例１および実施例１〜１０において、凸部は、図４に示す形状を有し、胴体部の側面において同一周上に等間隔で１０個が形成された。
【００３３】
これら１２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。
【００３４】
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。
【００３５】
【表１】
2016130059.tif 000003
【００３６】
表１から判るように、実施例１〜１０はいずれも耐ピン抜け性を向上した。一方、最大高さ位置が本発明の範囲から外れる形状の凸部を設けた比較例１では、植え込み穴内でスタッドピンが抜け方向にずれた場合にスタッドピンが元の位置に戻る（打ち込み方向へ動く）ことが阻害されるため、耐ピン抜け性を向上することができなかった。
【符号の説明】
【００３７】
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  植え込み穴
１０  スタッドピン
１１  ピン本体
１１Ａ  胴体部
１１Ｂ  くびれ部
１１Ｃ  フランジ部
１２  スタッドコア
１３  凸部
ＣＬ  タイヤ赤道
【図１】
2016130059.tif 000004
【図２】
2016130059.tif 000005
【図３】
2016130059.tif 000006
【図４】
2016130059.tif 000007
【図５】
2016130059.tif 000008
【図６】
2016130059.tif 000009
【図７】
2016130059.tif 000010