JP2009166806A - 空気入りスタッドタイヤ及びスタッドタイヤ用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＴＲＯ規格に合致させつつも、スタッドピンの抜けを抑制し、かつアイス性能を更に向上させることのできる、空気入りスタッドタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド１の接地端Ｅに挟まれた領域を、センター領域Ｃｅ、メディエイト領域Ｍｅ、ショルダー領域Ｓｈの３領域に区分し、メディエイト領域Ｍｅ及びショルダー領域Ｓｈにはスタッドピンが打ち込まれ、センター領域Ｃｅにはスタッドピンが打ち込まれておらず、メディエイト領域Ｍｅにおけるスタッドピンの平均突出量が０．５〜０．８ｍｍであり、ショルダー領域Ｓｈにおけるスタッドピンの平均突出量が１．１〜１．６ｍｍであり、トレッド全域におけるスタッドピンの平均突出量が１．０〜１．２ｍｍである空気入りスタッドタイヤとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りスタッドタイヤ、スタッドピンが打ち込まれるスタッド穴がトレッドに形成されたスタッドタイヤ用空気入りタイヤ及び空気入りスタッドタイヤの製造方法に関する。

凍結路での走行性能に優れるスタッドタイヤ（「スパイクタイヤ」とも呼ばれている。）は、タイヤのトレッド面に金属などで作られたスタッドピン（鋲）を打ち込んだタイヤである。

日本においては１９９１年３月３１日以降、スタッドタイヤの使用が原則禁止された。しかし、スウェーデン、ノルウェー、フィンランドなどの諸外国においては、現在でもスタッドタイヤは重用されている。日本では、上記の国に輸出するために、スタッドタイヤが製造され、現在でも更なる性能向上のためのスタッドタイヤの開発も行なわれている（例えば、特許文献１）。

特開２００７−５０７１８号公報

日本において、スタッドを打ち込むための穴（以下「スタッド穴」と言う）をトレッドに具備する空気入りタイヤを成型する。そして、更に該スタッド穴にスタッドピンを打ち込んで、スタッドタイヤを完成させ輸出する場合がある。これとは違って、日本ではスタッドピンを打ち込む前の空気入りタイヤの成型だけ行い、これを輸出し、輸出国においてスタッドピンを打ち込んでスタッドタイヤとして完成させる場合もある。従って、スタッド穴を具備したスタッドタイヤ用空気入りタイヤも商業的に取引されている。

ところで、スタッドタイヤを取り付けた車両を、凍結路で走行中させている際に、スタッドが抜け落ちてしまうと、該スタッドタイヤの氷上制動性能（以後「アイス性能」と言う）が劣化する。更に、抜け落ちたスタッドピンが道路周辺の環境を悪化させてしまう問題もある。これらの理由から、ＳＴＲＯ(Scandinavian Tire and Rim Organization)規格では、スタッドタイヤに打ち込むスタッドの数、位置、トレッド面からの突出量（突出高さ）が規定されている。同規格によると、例えば、スタッドピンは、タイヤ赤道を含み、タイヤ赤道を中心としたタイヤ接地幅の３３％の領域（本発明に言う「センター領域」）にはスタッドピンを設けることができない。また、全スタッドピンの平均突出量を１．２ｍｍ以下とすることが定められている。製造されるスタッドタイヤは同規格に準拠しつつ、スタッドタイヤの更なるアイス性能を向上させることは困難であった。

したがって、本発明の課題は、ＳＴＲＯ規格に準拠させつつも、スタッドピンの抜けを抑制し、かつアイス性能を更に向上させることのできる、空気入りスタッドタイヤ及びスタッド穴を具備する空気入りタイヤを提供することである。

本発明者は、トレッド面をタイヤ幅方向の複数の領域に区分した場合、凍結路を走行中に、スタッドタイヤからスタッドピンの抜け落ちる確率が、各領域によって偏りがあることを見出し、本発明に至った。

すなわち、上記課題を解決するため、本発明の空気入りスタッドタイヤでは、メディエイト領域における、スタッドピンの平均突出量が０．５〜０．８ｍｍであり、ショルダー領域における、スタッドピンの平均突出量が１．１〜１．６ｍｍであり、かつメディエイト領域とショルダー領域を合わせたトレッド全域における、スタッドピンの平均突出量が１．０〜１．２ｍｍであることを最も主要な特徴とする。なお、メディエイト領域、ショルダー領域については後述する。また、本発明に言うスタッドピンの突出量とは、各スタッドピンが存在しているそれぞれの位置において、トレッド表面からスタッドピン頂点までの高さのことである。

上記の特徴を具備するスタッドタイヤは、前記メディエイト領域におけるスタッド穴の平均深さに対し、前記ショルダー領域おけるスタッド穴の平均深さが、０．６〜１．２ｍｍだけ浅いことを最も主要な特徴とする、スタッドピンを打ち込むためのスタッド穴を具備する、スタッドタイヤ用空気入りタイヤを用いれば、前記各スタッド穴に、長さが全て等しいスタッドピンを前記各スタッド穴に打ち込むことによって製造することができる。
なお、本発明に言うスタッド穴の深さとは、各スタッド穴が存在しているそれぞれの位置において、トレッド表面からスタッド穴の最底部までの深さのことである。

本発明のスタッドタイヤによれば、スタッドピンの抜けやすいメディエイト領域では突出量を抑え、その一方、凍結路に対する引っかき効果が十分発揮されていなかったショルダー領域での突出量を増やすことで、ＳＴＲＯ規格に規定されるスタッドピンの平均突出量の範囲内でありながら、スタッドピンの抜けを抑制し、かつアイス性能を更に向上させることができる。

発明者の知る限り、空気入りスタッドタイヤの技術において、トレッド面をタイヤ幅方向の複数の領域に区分して、各領域でスタッドピンの平均突出量を変化させると言う技術は見当たらなかった。この点に関し、スタッドピン抜けの抑制とアイス性能向上と言う相反する性能を、いずれも損なうことなく向上させたものである。本発明の効果は、トレッド面をタイヤ幅方向に複数の領域に区分して、各領域のスタッドピンの突出量を検討してみると言う発想を持たずには得ることのできない、特筆すべき効果である。

長さの異なるスタッドピンを打ち込む場合、誤ったスタッド穴に誤ったスタッドピンを打つ込む作業ミスが起こりうる。特に、タイヤ成型工程と、スタッドピン打ち込み工程とを、それぞれ別の場所で行なう場合、このような作業ミスが起こり易くなる。しかし、本発明のタイヤは、スタッドピンを打ち込むためのスタッド穴を具備し、前記メディエイト領域におけるスタッド穴の平均深さに対し、前記ショルダー領域におけるスタッド穴の平均深さが、０．３〜１．１ｍｍだけ浅いことを最も主要な特徴とする。したがって、同じ長さのスタッドピンを各スタッド穴に打ち込むだけで、本発明のスタッドタイヤを完成させることができ、上記の作業ミスを避けることができる。また、作業効率も向上する。

以下、図面を用いて、本発明に係る空気入りタイヤの実施の形態を説明する。図１は、本発明に係るスタッドタイヤのパターンを示す図である。トレッド１には、主溝１０と横溝１１が刻まれ、ブロック１３やリブ１４が形成されている。更に、ブロック１３やリブ１４にはサイプ１５が刻まれている。

まず、トレッド１の接地端Ｅに挟まれた領域を、センター領域Ｃｅ、メディエイト領域Ｍｅ、ショルダー領域Ｓｈの３領域に区分する。なお、Ｗはタイヤ接地幅（一方の接地端Ｅから他方の接地端Ｅまでの幅）である。

センター領域Ｃｅは、タイヤ赤道Ｃを含み、タイヤ赤道Ｃを中心としたタイヤ接地幅Ｗの３３％の領域である。したがって、センター領域Ｃｅの幅Ｗ１は、タイヤ接地幅Ｗの３３％となる。メディエイト領域Ｍｅはセンター領域Ｃｅより幅方向外側の領域であり、タイヤ赤道Ｃを中心としたタイヤ接地幅Ｗの５０％までの領域である。したがって、メディエイト領域Ｍｅの一端から他端までの幅Ｗ２は、タイヤ接地幅Ｗの５０％となる。ショルダー領域Ｓｈは、メディエイト領域Ｍｅから更に幅方向外側の領域であり、接地端Ｅまでの領域である。

トレッド１のメディエイト領域Ｍｅ及びショルダー領域Ｓｈには、スタッドピン２が打ち込まれている。ＳＴＲＯ規格に準拠して、センター領域Ｃｅにはスタッドピンは打ち込まれていない。

図２は、タイヤの断面図を示す図である。メディエイト領域Ｍｅにおける、スタッドピン２の突出量をＨｍとし、ショルダー領域Ｓｈにおける、スタッドピン２の突出量Ｈｓとする。そして、メディエイト領域Ｍｅにおけるスタッドピンの平均突出量＜Ｈｍ＞を０．５〜０．８ｍｍとし、ショルダー領域Ｓｈにおけるスタッドピン２の平均突出量＜Ｈｓ＞を１．１〜１．６ｍｍとしている。なお、Ｌはスタッドピン２の長さである。

メディエイト領域Ｍｅは、ショルダー領域Ｓｈに比べて接地性がよいため、メディエイト領域に存在するスタッドピンにかかる力は大きくなる。その結果、メディエイト領域Ｍｅのスタッドピン２が抜けやすい状態になる。そのため、平均突出量＜Ｈｍ＞を小さくすることにより、スタッドピンの抜けが発生し難くしている。

一方、メディエイト領域Ｍｅに比べ、ショルダー領域Ｓｈでは、スタッドピンの抜けが少ないが、その反面アイス性能への寄与度が小さかった。そのため、平均突出量＜Ｈｓ＞を大きくしている。その結果、スタッドピンの抜けを抑制するとともに、アイス性能を向上することができる。

従来のスタッドタイヤに比べて、アイス性能の劣化を避ける観点から、メディエイト領域Ｍｅの平均突出量＜Ｈｍ＞を０．５ｍｍ以上、ショルダー領域Ｓｈにおける平均突出量＜Ｈｓ＞を１．１ｍｍ以上としている。スタッドピンの抜けを抑制する観点から、平均突出量＜Ｈｍ＞を０．８ｍｍ以下、平均突出量＜Ｈｓ＞を１．６ｍｍとしている。

また本発明では、メディエイト領域Ｍｅ及びショルダー領域Ｓｈを合わせたトレッド全域における、スタッドピン２の平均突出量＜Ｈｔ＞を１．０ｍｍ〜１．２ｍｍとする。平均突出量＜Ｈｔ＞を１．０ｍｍ以上とするのは、従来のスタッドタイヤに比べて、アイス性能の劣化を避けるためであり、１．２ｍｍ以下とするのはＳＴＲＯ規格を満足させるためである。

以上より、ショルダー領域Ｓｈにおけるスタッドピン２の平均突出量＜Ｈｓ＞と、メディエイト領域Ｍｅにおけるスタッドピン２の平均突出量＜Ｈｍ＞との差（＜Ｈｓ＞−＜Ｈｍ＞）は、最小で０．３ｍｍ、最大では１．１ｍｍとなる。＜Ｈｓ＞−＜Ｈｍ＞が０．３ｍｍ未満でも本発明の効果を奏することができるが、差が０．３ｍｍ未満では、スタッドピンの打ち込み誤差が影響し、従来のスタッドタイヤとの効果の差が小さくなる。一方、差が１．１ｍｍを超えると、メディエイト領域Ｍｅとのショルダー領域Ｓｈとの間での平均突出量の差が大きすぎ、却ってスタッドピンの抜けが発生しやすくなったり、アイス性能が向上しないことがある。

このように、領域によってスタッドピンの平均突出量を意図的に異ならせる方法としては、例えば、領域ごとに長さの異なるスタッドピンを用いて、スタッドタイヤ用空気入りタイヤのスタッド穴に打ち込む方法がある。別の方法として、同じ長さのスタッドピンを使用し、領域ごとにスタッド穴の深さを異ならせる方法が考えられる。突出量の大きいショルダー領域に用いるスタッドピンの長さがピン抜けしない程度に十分長いものであれば、前者の方法においても、本発明の効果を発揮することができる。しかし、本発明のために、複数種類のスタッドを用意することはコスト高の要因となる。また、スタッドピンは一本ずつ打ち込む作業では、スタッドピンの取り違える作業ミス不良の原因となり得る。しかし、後者の方法であれば、スタッド穴の深さが異なるタイヤを成型すれば、その後、同じ長さのスタッドピンを打ち込めばよいので、上記の作業ミスを避けることができ、作業効率も向上する。

図３は、本発明のスタッドタイヤ用空気入りタイヤの断面を示す図である。各領域の定義は上述したとおりである。トレッド１のメディエイト領域Ｍｅ及びショルダー領域Ｓｈにはスタッド穴２２が形成され、それぞれのスタッド穴２２の深さをＤｍ、Ｄｓとする。
メディエイト領域Ｍｅのスタッド穴２２の平均深さ＜Ｄｍ＞に対し、ショルダー領域Ｓｈおけるスタッド穴２２の平均深さ＜Ｄｓ＞を０．３〜１．１ｍｍだけ浅くする。各領域のスタッド穴２２の平均深さをこの範囲としたのは、ショルダー領域Ｓｈにおける平均突出量＜Ｈｓ＞とメディエイト領域Ｍｅにおけるスタッドピンの平均突出量＜Ｈｍ＞の差が０．３〜１．１ｍｍとすることが好ましいからである。

一般的なスタッドピンの長さは、１１．０〜１２．０ｍｍである。例えば、長さが１１．０ｍｍのスタッドピンを使用し、メディエイト領域Ｍｅでのスタッド穴の平均深さを１０．５ｍｍ、ショルダー領域Ｓｈでのスタッド穴の平均深さを９．４ｍｍとする。
両領域でのスタッド穴の平均深さの差は、１．１ｍｍであり、メディエイト領域Ｍｅのスタッドピン２の平均突出量＜Ｈｍ＞は０．５ｍｍ、ショルダー領域Ｓｈの平均突出量＜Ｈｓ＞は１．６ｍｍとなる。また、メディエイト領域Ｍｅのスタッドピン２の本数が７０本で、ショルダー領域Ｓｈのスタッドピン２の本数が４０本とすれば、トレッド全域におけるスタッドピン２の平均突出量＜Ｈｔ＞平均突出量は１．２ｍｍとなり、ＳＴＲＯ規格を満足する。なお、スタッドピン２は、ＳＴＲＯ規格に規定された本数以内とすることが好ましい。

（１）テスト条件
本発明に係る実施例のスタッドタイヤ及び比較例スタッドタイヤ（タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５）を試作して評価した。評価は（タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５）を後輪駆動のセダン型乗用車に取り付け、スウェーデン国内の一般道路（雪道、凍結路及び舗装路）を１０万キロ走行した。表１にメディエイト領域Ｍｅ、ショルダー領域Ｓｈ及びトレッド全域における、スタッドピンの本数と平均突出量をそれぞれ示した。なお、実施例、比較例の全てにおいて、トレッドパターンは図１に示したものを使用した。また、スタッドピンは（ドイツ国Sitek社製、型番Multi Stud 8X11M、長さ１１．０ｍｍ）を使用した。

実施例１〜３及び比較例３におけるメディエイト領域Ｍｅとショルダー領域Ｓｈの平均突出量の差＜Ｈｓ＞−＜Ｈｍ＞は、各領域で異なる深さのスタッド穴を備えたタイヤに、長さが同じスタッドピンを打ち込んで実現した。したがって、表１の平均突出量の差＜Ｈｓ＞−＜Ｈｍ＞は、メディエイト領域Ｍｅのスタッド穴の平均深さとショルダー領域Ｓｈのスタッド穴の平均深さの差でもある。

（２）アイス性能テスト
タイヤが新品時に、凍結路における制動性能についてドライバーのフィーリング値であり、比較例１を１００とした。数字が大きいほど性能が良いことを示す。

（３）ピン抜け本数
一般道路を１０万キロ走行した後、タイヤから抜け落ちたスタッドピンの本数を示した。

表１によれば、実施例タイヤでは、スタッドピンの抜けが抑制され、しかもアイス性能が向上した。

本発明に係る空気入りスタッドタイヤのトレッドパターンを示す図である。 本発明に係る空気入りスタッドタイヤの断面の一部を示す図である。 本発明に係るスタッドタイヤ用空気入りタイヤの断面の一部を示す図である。

符号の説明

１ トレッド
２ スタッドピン
Ｃｅ センター領域
Ｍｅ メディエイト領域
Ｓｈ ショルダー領域
Ｂｕ バットレス域
Ｈｍ メディエイト領域におけるスタッドピンの突出量
Ｈｓ ショルダー領域におけるスタッドピンの突出量
Ｃ タイヤ赤道
Ｅ 接地端

Claims (4)

1. トレッドにスタッドピンが打ち込まれた空気入りスタッドタイヤであって、
   トレッドの接地端に挟まれた領域を、センター領域、メディエイト領域、ショルダー領域の３領域に区分し、
   前記センター領域は、タイヤ赤道を含み、タイヤ赤道を中心としたタイヤ接地幅の３３％の領域であり、
   前記メディエイト領域は前記センター領域より幅方向外側の領域であり、タイヤ赤道を中心としたタイヤ接地幅の５０％までの領域であり、
   前記ショルダー領域は、前記メディエイト領域から更に幅方向外側の領域であって接地端までの領域であり、
   前記メディエイト領域及び前記ショルダー領域にはスタッドピンが打ち込まれ、前記センター領域にはスタッドピンが打ち込まれておらず、
   前記メディエイト領域におけるスタッドピンの平均突出量が０．５〜０．８ｍｍであり、
   前記ショルダー領域におけるスタッドピンの平均突出量が１．１〜１．６ｍｍであり、
   トレッド全域におけるスタッドピンの平均突出量が１．０〜１．２ｍｍであることを特徴とする空気入りスタッドタイヤ。
2. 前記スタッドピンの長さが全て等しい請求項１記載の空気入りスタッドタイヤ。
3. スタッドピンを打ち込むためのスタッド穴がトレッドに形成されたスタッドタイヤ用空気入りタイヤであって、
   トレッドの接地端に挟まれた領域を、センター領域、メディエイト領域、ショルダー領域の３領域に区分し、
   前記センター領域は、タイヤ赤道を含み、タイヤ赤道を中心としたタイヤ接地幅の３３％の領域であり、
   前記メディエイト領域は前記センター領域より幅方向外側の領域であり、タイヤ赤道を中心としたタイヤ接地幅の５０％までの領域であり、
   前記ショルダー領域は、前記メディエイト領域から更に幅方向外側の領域であって接地端までの領域であり、
   前記メディエイト領域及び前記ショルダー領域にはスタッド穴が形成され、前記センター領域にはスタッド穴が形成されておらず、
   前記メディエイト領域におけるスタッド穴の平均深さは、前記ショルダー領域おけるスタッド穴の平均深さに対して０．３〜１．１ｍｍだけ浅いスタッドタイヤ用空気入りタイヤ。
4. 請求項３記載のスタッドタイヤ用空気入りタイヤに、長さが全て等しいスタッドピンを前記スタッド穴に打ち込み、請求項２記載のスタッドタイヤを製造する、空気入りスタッドタイヤの製造方法。

Images