JP2013180641A - スパイクタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スタッド嵌込用穴2とスタッド20とを備え、スタッドは、シャフト部21と、シャフト部の一端に設けられたヘッド部22とを備え、スタッド嵌込用穴は、スタッドのヘッド部が嵌め込まれるヘッド部対応底穴部40と、スタッドのシャフト部が嵌め込まれるシャフト部対応穴部50とを備え、スタッドがヘッド部からスタッド嵌込用穴に取付けられたスパイクタイヤにおいて、シャフト部の最大柱径寸法A1に対するシャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2の割合A=A2/A1と、ヘッド部の最大柱径寸法B1に対するヘッド部対応底穴部40の最大穴径寸法B2の割合B=B2/B1と、が異なるように設定された。
【選択図】図1
Description
本発明は、上述したスタッド嵌込用穴の加工性の問題、スタッド嵌込用穴からのゴムのひび割れの問題を改善できるとともに、走行中のスタッド抜けを抑制できる好適なスパイクタイヤを提供する。
シャフト部対応穴部の最小穴径寸法A2を、シャフト部の最大柱径寸法A1の40%以下の寸法に設定したので、シャフト部対応穴部によってスタッドを保持する力が確保されるようになり、走行中のスタッド抜けを抑制できる好適なスパイクタイヤを得ることができる。
シャフト部対応穴部の最小穴径寸法A2を、ヘッド部の最大柱径寸法B1の15%以上の寸法に設定したので、スタッドをスタッド嵌込用穴内に打ち込む際にシャフト部対応穴部を傷つけてしまってシャフト部対応穴部によるスタッドを保持する力が損なわれてしまうようなことが少なくなり、走行中のスタッド抜けを抑制できる好適なスパイクタイヤを得ることができる。
割合Aと割合Bとの関係を、割合A<割合Bとしたので、シャフト部対応穴部によってスタッドを保持する力が、ヘッド部対応底穴部によってスタッドを保持する力よりも強くなり、スタッド嵌込用穴におけるスタッドの表面側においてのスタッドに対する拘束力が高くなって、スタッド抜けを抑制できる好適なスパイクタイヤを得ることができる。
ヘッド部対応底穴部の最大穴径寸法B2を、ヘッド部の最大柱径寸法B1の30%以上50%以下に設定したので、スタッドをスタッド嵌込用穴内に打ち込んだ際にヘッド部対応底穴部の穴の拡張率が大きくなりすぎることを抑制でき、かつ、ヘッド部対応底穴部によってスタッドを保持する力を十分に確保できるようになって走行中のスタッド抜けを抑制できるスパイクタイヤを得ることができる。
割合Aと割合Bとの差を10%としたので、走行中のスタッド抜け防止効果の高いスパイクタイヤを得ることができる。
図3を参照し、スパイクタイヤ1の構成を説明する。
スパイクタイヤ1は、タイヤ主構成部(以下、タイヤと言う)10と、タイヤ10のトレッド14のスタッド嵌込用穴2内に嵌め込まれて取付けられたスタッド(スパイクピンと呼ばれる場合もある)20とを備える。
タイヤ10は、ビード部11、ビードコア11C、カーカス層12、ベルト層13a,13b、トレッド14、サイドトレッド15を備える。
カーカス層12は、ビード部11に配置された1対のビードコア11Cにトロイド状をなして跨るように設けられた、当該スパイクタイヤ1の骨格を成す部材で、このカーカス層12のクラウン部のタイヤ径方向外側に内側のベルト層13a及び外側のベルト層13bが配置されている。当該ベルト層13a,13bは、それぞれ、スチールコードもしくは有機繊維を撚ったコードを、タイヤの赤道方向に対して20°〜70°の角度で交錯するように配置したもので、タイヤ径方向内側に配置されるベルト層13aのコードの延長方向とタイヤ径方向外側に配置されるベルト層13bのコードの延長方向とは互いに交錯している。
トレッド14はベルト層13a,13bのタイヤ径方向外側に配置されたゴム部材(トレッドゴム)で、このトレッド14の表面には、タイヤ周方向に沿って延長するように設けられた複数本の主溝16が形成されており、これらの主溝16により複数の陸部17A,17B,18が区画される。陸部17Aはタイヤセンター部に位置する中央陸部で、陸部17Bは上記中央陸部17Aのタイヤ幅方向の両外側に位置する外側陸部、陸部18は上記外側陸部17Bのタイヤ幅方向の両外側に位置するショルダー側陸部である。
上記各陸部17A,17B,18の表面には、複数のサイプ19が形成されている。
サイドトレッド15は上記トレッド14の端部からタイヤのサイド部に延長して上記カーカス層12を覆うゴム部材である。
トレッド14と外側ベルト層13bとの間には、スタッド20によるピン下(タイヤ径方向内側)のゴムのへたりにより、スタッド20が陥没して外側ベルト層13bに突き刺さるのを防止するためのベルト保護層13cが設けられる。ベルト保護層13cは、有機繊維等から成るコードを備えた構成である。
トレッド14の表面側にはスタッド嵌込用穴2が形成され、このスタッド嵌込用穴2内にスタッド20が嵌め込まれて取付けられている。スタッド嵌込用穴2は、例えば、上記ショルダー側陸部18と上記外側陸部17Bとに設けられる。
スタッド嵌込用穴2は、タイヤ10のトレッド14の表面14aからタイヤ10の円の中心に向けて延長する例えば円筒状の有底孔により形成される。
スタッド嵌込用穴2は、入口部3、底部4、入口部3と底部4とを繋ぐ中間部5を備える。入口部3、底部4、中間部5は、穴の中心軸線が同一である同軸状に形成された穴である。中間部5は、径が一定の円筒状穴部である。入口部3は、中間部5の円形状の入口側端からトレッド14の表面14aに向けて拡径する円錐状面(スタッド嵌込用穴2の穴の中心線を中心線とする円錐状面)で囲まれた漏斗状の筒状穴部である。底部4は、中間部5の円形状の底側端からタイヤ10の円の中心に向けて拡径した後に縮径して底面4aを形成する面で囲まれた有底穴部である。
スタッド20は、スタッド嵌込用穴2の中間部5及び入口部3に嵌め込まれるシャフト部21を有し、シャフト部21の一端にはスタッド嵌込用穴2の底部4に嵌め込まれるヘッド部22を有し、シャフト部21の他端には、ヘッド部22及びシャフト部21がスタッド嵌込用穴2に嵌め込まれた状態でトレッド14の表面14aより突出する柱体であるチップ部23を有した構成である。
シャフト部21、ヘッド部22、チップ部23は、例えば柱体の中心軸線が同一である同軸状に形成された円柱体により形成される。
シャフト部21は、一端側が小径の柱体である小径柱部25に形成され、他端側が小径柱部25の径よりも大径の大径柱部26に形成され、小径柱部25の他端と大径柱部26の一端とを繋ぐ柱部が円錐面を有した中間柱部27に形成された構成である。
スタッド20は、ヘッド部22の軸径が一番大きい寸法に形成され、チップ部23の軸径が一番小さい寸法に形成される。
そして、スタッド20は、スタッド嵌込用穴2のシャフト部対応穴部50に嵌め込まれるシャフト部21を有し、シャフト部21の一端にはスタッド嵌込用穴2のヘッド部対応底穴部40に嵌め込まれるヘッド部22を有し、シャフト部21の他端には、ヘッド部22及びシャフト部21がスタッド嵌込用穴2に嵌め込まれた状態でトレッド14の表面14aより突出する柱体であるチップ部23を有した構成である。
スタッド20の高さ寸法はスタッド嵌込用穴2の深さ寸法よりも長く形成され、スタッド20は、例えば図5(b)に示すように、チップ部23がトレッド14の表面14aより突出するように取付けられる。チップ部23がトレッド14の表面14aより突出するので、走行中にチップ部23の他端側の周面と他端面との境界縁が氷面を削り、チップ部23が氷面に貫入するので、引っかき力(氷上性能)を向上できるスパイクタイヤ1を得ることができる。
このように、スタッド嵌込用穴2がスタッド嵌込用穴2の穴の中心線を中心線とする円錐状面の穴である入口部3を備え、スタッド20がヘッド部22の一端面側に入口部3の円錐状面3aと対応する円錐状面の外周面である嵌入ガイド面22aを備えるので、スタッドをヘッド部22側からスタッド嵌込用穴2内に嵌入する際に、入口部3が拡径して嵌入ガイド面22aが入口部3の拡径した円錐状面3aに圧接された状態からヘッド部22がスタッド嵌込用穴2の中間部5に入り込み易くなり、スタッド嵌込用穴2へのスタッド20の嵌め込み動作が容易となるとともに、スタッド嵌込用穴2の内壁の損傷を抑制でき、スタッド20の抜け落ち防止効果が向上する。
シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2がスタッド20のシャフト部21の最大柱径寸法A1(大径柱部26の柱径寸法)の40%よりも大きい場合には、シャフト部対応穴部50によってスタッド20を保持する力が十分に確保されない可能性がある。
そこで、実施形態2では、実施形態1の構成に加えて、シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2が、シャフト部21の最大柱径寸法A1の40%以下の寸法となるように設定した。即ち、割合Aが40%以下となるように設定した。
スタッド嵌込用穴2のシャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2がスタッド20のヘッド部22の最大柱径寸法B1の15%未満であると、スタッド20を高圧でスタッド嵌込用穴2内に打ち込むことが必要となり、この打ち込みの際にシャフト部対応穴部50を傷つけてしまう可能性が高くなって、スタッド20がスタッド嵌込用穴2から抜け易くなる可能性がある。
そこで、実施形態2では、実施形態1又は実施形態2の構成に加えて、シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2が、ヘッド部22の最大柱径寸法B1の15%以上の寸法となるように設定した。
実施形態1乃至実施形態3のいずれか一つの構成に加えて、割合Aと割合Bとの関係を、割合A<割合Bとした。即ち、シャフト部対応穴部50による保持力を高めてスタッド20の抜けをより抑制できるようにした。
スタッド嵌込用穴2のヘッド部対応底穴部40の最大穴径寸法B2がスタッド20のヘッド部22の最大柱径寸法B1の柱径寸法の30%よりも小さい場合には、スタッド嵌込用穴2内にスタッド20を打ち込んだ場合に、ヘッド部対応底穴部40の穴の拡張率が大きくなりすぎて高い歪が発生し、走行を重ねることで穴にクラックが発生してヘッド部対応底穴部40によりスタッド20を拘束する力が損なわれて、スタッド20がスタッド嵌込用穴2から抜け易くなる可能性がある。また、ヘッド部対応底穴部40の最大穴径寸法B2がヘッド部22の最大柱径寸法B1の50%よりも大きい場合には、ヘッド部対応底穴部40によってスタッド20を保持する力が十分に確保されない可能性がある。
そこで、実施形態5では、実施形態1乃至実施形態3のいずれか一つの構成に加えて、ヘッド部対応底穴部40の最大穴径寸法B2を、ヘッド部22の最大柱径寸法B1の30%以上50%以下の寸法に設定した。即ち、割合Bを30%以上50%以下となるようにした。
実施形態1乃至実施形態5で述べたいずれか一つの構成に加えて、割合Aと割合Bとの差を10%とした。
*試験条件
・スパイクタイヤのサイズ
205/55R16
・スタッドのサイズ
ヘッド部22の最大柱径寸法B1=8mm
シャフト部21の最大柱径寸法(大径柱部26の柱径寸法)A1=6mm
小径柱部の径=5.1mm
・試験開始前のスタッドの数(スパイクタイヤ1本当りのスタッドの数)
130本
*評価結果
・60km〜80kmで一般道や高速道路を走行し、30000km到達時点でスパイクタイヤに残っている(抜け落ちていない)スタッドの数を調べた。
*スタッド嵌込用穴の寸法条件
・条件1
シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2=1.8mm(割合A=A2/A1=30%)(実施形態2の構成である割合A=40%以下を満たす)
ヘッド部対応底穴部40の最大穴径寸法B2=2.0mm(割合B=B2/B1=25%)
A2/B1=22.5%(実施形態3の構成であるA2/B1=15%以上を満たす)
割合A−割合B=5%(実施形態1の構成を満たす)
・条件2
シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2=1.8mm(割合A=30%)(実施形態2の構成である割合A=40%以下を満たす)
ヘッド部対応底穴部40の最大穴径寸法B2=3.2mm(割合B=40%)(実施形態5の構成である割合B=30%以上50%以下を満たす)
A2/B1=22.5%(実施形態3の構成であるA2/B1=15%以上を満たす)
割合B−割合A=10%(実施形態1、実施形態4、実施形態6の構成を満たす)
・条件3
シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2=1.8mm(割合A=30%)(実施形態2の構成である割合A=40%以下を満たす)
ヘッド部対応底穴部40の最大穴径寸法B2=4.4mm(割合B=55%)
A2/B1=22.5%(実施形態3の構成であるA2/B1=15%以上を満たす)
割合B−割合A=25%(実施形態1、実施形態4の構成を満たす)
・条件4
シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2=3.0mm(割合A=50%)
ヘッド部対応底穴部40の最大穴径寸法B2=3.2mm(割合B=40%)(実施形態5の構成である割合B=30%以上50%以下を満たす)
A2/B1=37.5%(実施形態3の構成であるA2/B1=15%以上を満たす)
割合A−割合B=10%(実施形態1、実施形態6の構成を満たす)
・条件5
シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2=3.0mm(割合A=50%)
ヘッド部対応底穴部40の最大穴径寸法B2=4.4mm(割合B=55%)
A2/B1=37.5%(実施形態3の構成であるA2/B1=15%以上を満たす)
割合B−割合A=5%(実施形態1、実施形態4の構成を満たす)
・条件1の場合
評価結果であるスタッド残存数は、110本である。条件1は、実施形態1、2、3の構成を備えている。即ち、割合Aと割合Bとが異なり、シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2がシャフト部21の最大柱径寸法A1の40%以下であり、かつ、シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2がヘッド部22の最大柱径寸法B1の15%以上である、という条件を備えており、評価結果はほぼ良好である。
・条件2の場合
評価結果であるスタッド残存数は、120本である。条件2は、実施形態1乃至6の構成をすべて備えている。即ち、シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2がシャフト部21の最大柱径寸法A1の40%以下であり、かつ、シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2がヘッド部22の最大柱径寸法B1の15%以上であるとともに、ヘッド部対応底穴部40の最大穴径寸法B2がヘッド部22の最大柱径寸法B1の30%以上50%以下の寸法であり、さらに、割合A<割合B、及び、割合Aと割合Bとの差が10%(割合B−割合A=10%)である、という条件を備えており、評価結果は良好である。
・条件3の場合
評価結果であるスタッド残存数は、110本である。条件3は、実施形態1、2、3、4の構成を備えている。即ち、割合Aと割合Bとが異なり、割合A<割合Bであり、シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2がシャフト部21の最大柱径寸法A1の40%以下であり、かつ、シャフト部対応穴部50の最小穴径寸法A2がヘッド部22の最大柱径寸法B1の15%以上である、という条件を備えており、評価結果はほぼ良好である。
・条件4の場合
評価結果であるスタッド残存数は、100本である。条件4は、実施形態1、3、5、6の構成を備えているが、実施形態2の構成を備えていないため、実施形態2の構成を備えた条件1や条件2の場合と比べて評価結果は悪い。従って、実施形態2の構成を満たさない場合には、実施形態3、5、6の構成を満たしていても評価は悪くなってしまう可能性がある。これは、シャフト部対応穴部50によってスタッド20を保持する力が十分に確保されない場合には、実施形態3、5、6の構成は却ってスタッドを抜け易くする可能性があることを示している。
・条件5の場合
評価結果であるスタッド残存数は、90本である。条件5は、実施形態1、3、4の構成を備えているが、実施形態2の構成を備えていないため、実施形態2の構成を備えた条件1や条件2の場合と比べて評価結果は悪い。従って、実施形態2の構成を満たさない場合には、実施形態3や実施形態4の構成を満たしていても評価は悪くなってしまう可能性がある。これは、シャフト部対応穴部50によってスタッド20を保持する力が十分に確保されない場合には、実施形態3及び実施形態4の構成は却ってスタッドを抜け易くする可能性があることを示している。
上記実験結果の条件1及び条件6から推測できることは、割合Aと割合Bとの差が小さすぎる場合には、割合Aと割合Bとの差が10%の場合よりも評価結果が悪く、割合Aと割合Bとの差が10%程度であることが最適であると推測される。従って、割合Aと割合Bとの差が無い場合(A−Bの絶対値が0の場合)には、割合Aと割合Bとの差がある場合と比べて、評価結果はより悪くなると推測される。
条件1〜条件3の評価結果から推測して、条件1及び条件3においてさらに実施形態5の構成(割合B=30%以上50%以下)を満たしていれば、より良好な結果となることが推測される。
14 トレッド、20 スタッド、21 シャフト部、22 ヘッド部、
40 ヘッド部対応底穴部、50 シャフト部対応穴部。
Claims (6)
- タイヤのトレッドに形成されたスタッド嵌込用穴と、スタッド嵌込用穴に嵌込まれるスタッドとを備え、
スタッドは、シャフト部と、シャフト部の一端に設けられたヘッド部とを備え、
スタッド嵌込用穴は、スタッドのヘッド部が嵌め込まれるヘッド部対応底穴部と、スタッドのシャフト部が嵌め込まれるシャフト部対応穴部とを備え、
スタッドがヘッド部からスタッド嵌込用穴に嵌込まれてシャフト部の他端側がトレッド面より突出するようにトレッドに取付けられたスパイクタイヤにおいて、
シャフト部の最大柱径寸法A1に対するシャフト部対応穴部の最小穴径寸法A2の割合A=A2/A1と、ヘッド部の最大柱径寸法B1に対するヘッド部対応底穴部の最大穴径寸法B2の割合B=B2/B1と、が異なるように設定されたことを特徴とするスパイクタイヤ。 - シャフト部対応穴部の最小穴径寸法A2が、シャフト部の最大柱径寸法A1の40%以下の寸法に設定されたことを特徴とする請求項1に記載のスパイクタイヤ。
- シャフト部対応穴部の最小穴径寸法A2が、ヘッド部の最大柱径寸法B1の15%以上の寸法に設定されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスパイクタイヤ。
- 割合Aと割合Bとの関係が、割合A<割合Bであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のスパイクタイヤ。
- ヘッド部対応底穴部の最大穴径寸法B2が、ヘッド部の最大柱径寸法B1の30%以上50%以下に設定されたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のスパイクタイヤ。
- 割合Aと割合Bとの差が10%であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のスパイクタイヤ。
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