JP2018069828A - スタッドピン及びスタッドピンを備えた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤへの保持性を改良したスタッドピンを提供する。【解決手段】スタッドピン１は、ボディ２と、ボディ２の先端側から突出するシャフト５と、ボディ２の基端側に設けられた台座部４とを備える。台座部４は、シャフト５が延びる方向から見て図心Ｐを通り互いに直交する縦軸Ｙと横軸Ｘを有し、横軸Ｘ方向と縦軸Ｙ方向の長さが異なり、縦軸Ｙ方向において両端部の少なくとも一方には突出部１１が設けられている。突出部１１は、縦軸Ｙについて対称に形成された２つの傾斜部１０によって構成され、傾斜部１０と縦軸Ｙとの間でなされる角度θは鋭角である。【選択図】図３

Description

本発明は、スタッドピン及びスタッドピンを備えた空気入りタイヤに関する。

従来、スタッドピンとして、ボディと、ボディの先端側から突出するシャフトと、ボディの基端側に設けられた台座部とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

国際公開２０１４／１２２５７０号公報

しかしながら、前記従来のスタッドピンでは、台座部の形状を工夫してタイヤへの保持性を改良することについては考慮されていない。

本発明は、タイヤへの保持性を改良したスタッドピンを提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
ボディと、
前記ボディの先端側から突出するシャフトと、
前記ボディの基端側に設けられた台座部と、
を備えたスタッドピンであって、
前記台座部は、前記シャフトが延びる方向から見て図心を通り互いに直交する縦軸と横軸を有し、前記横軸方向と前記縦軸方向の長さが異なり、前記縦軸方向において両端部の少なくとも一方には突出部が設けられており、
前記突出部は、前記縦軸について対称に形成された２つの傾斜部によって構成され、前記傾斜部と前記縦軸との間でなされる角度は鋭角であるスタッドピンを提供する。

この構成によれば、台座部が縦横いずれかに長く形成されているので、スタッドピンをタイヤに装着した際に縦横長く形成された方向に台座部が強く締め付けられる。そのため、スタッドピンのタイヤへの保持性を改良できる。また、縦軸方向の端部には突出部が設けられているので、スタッドピンをタイヤに装着した際に突出部がタイヤに食い込み、その反力でスタッドピンが強く締め付けられる。そのため、スタッドピンのタイヤへの保持性を改良できる。特に、傾斜部と縦軸との間でなされる角度が鋭角であるため、突出部のタイヤへの食い込み量を大きくすることができ、重量の増加も抑制できる。また、２つの傾斜部が縦軸について対称な形状であるため、横軸方向において、それぞれ反対方向の力が台座部に作用したときにそれぞれ同様の保持性を発揮できる。

前記台座部は、前記横軸方向よりも前記縦軸方向に長く形成されていてもよい。

この構成によれば、台座部が縦長に形成されているため、スタッドピンをタイヤに装着した際に縦軸方向に台座部が強く締め付けられる。さらに強く締め付けられる縦軸方向の端部に突出部が設けられているため、突出部が強くタイヤに食い込み、その反力でスタッドピンがより強く締め付けられる。そのため、スタッドピンのタイヤへの保持性を改良できる。

前記台座部は、前記シャフトが延びる方向から見て、前記横軸について非対称な形状であってもよい。

この構成によれば、台座部の形状が横軸に対して非対称であるので、スタッドピンをタイヤに装着した際に縦軸方向の両端部で異なる締め付け力を受ける。締め付け力に異方性が発生するため、様々な方向に抜け難くでき、タイヤへの保持性を改良できる。

前記台座部の前記２つの傾斜部は、前記シャフトが延びる方向から見て、前記横軸に対して片側に設けられていてもよい。

この構成によれば、台座部の傾斜部が横軸に対して片側に設けられていることで、多くの場合、シャフトが延びる方向から見て台座部の傾斜部がボディよりも外側に配置される。台座部の傾斜部がボディよりも外側に配置されるため、スタッドピンがタイヤから抜けようとする際に台座部の傾斜部が引っ掛かり、スタッドピンのタイヤへの保持性を改良できる。

前記台座部の前記突出部は、前記縦軸方向の前記両端部のいずれか一方に形成されており、
前記突出部が形成されていない側の端部には、前記シャフトが延びる方向から見て、前記横軸と平行な平坦部が設けられていてもよい。

この構成によれば、台座部に平坦部が設けられているため、平坦部とそれ以外の部分との境界に角部が形成される。角部がスタッドピンの抜けに対して引っ掛かるため、スタッドピンのタイヤへの保持性を改良できる。また、台座部の平坦部が横軸と平行であることで、スタッドピンに横軸に対して傾斜した方向に力が加えられた際、角部が引っ掛かり、スタッドピンのタイヤへの保持性を改良できる。

前記台座部は、前記傾斜部および前記平坦部を接続する２つの円弧部をさらに有し、
前記台座部の外形は、前記突出部と、前記２つの傾斜部と、前記２つの円弧部と、前記平坦部とによって画定されていてもよい。

この構成によれば、台座部は、突出部、２つの傾斜部、２つの円弧部、および平坦部によって外形を画定されている。そのため、タイヤへの保持性を改良した具体的な形状例を規定できる。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
ボディと、前記ボディの先端側から突出するシャフトと、前記ボディの基端側に設けられ、前記シャフトが延びる方向から見て図心を通り互いに直交する縦軸と横軸を有し、前記横軸方向よりも前記縦軸方向に長く形成された台座部とを備えたスタッドピンと、
トレッド部に形成され、前記スタッドピンが装着されるピン穴と、
を備え、
前記台座部の前記縦軸方向とタイヤ回転方向が一致するように前記スタッドピンが前記ピン穴に装着されている空気入りタイヤを提供する。

この構成によれば、台座部の縦軸方向とタイヤ回転方向が一致するようにスタッドピンがピン穴に装着されているため、通常タイヤ回転方向に大きく伸縮するタイヤに対し、タイヤ回転方向に強くスタッドピンが締め付けられ、タイヤへの保持性を改良できる。

本発明によれば、スタッドピンの台座部を縦長形状とし、その端部に突出部を設けたため、タイヤに装着した際にスタッドピンが強く締め付けられる。そのため、タイヤへの保持性を改良できる。

実施形態に係るスタッドピンの斜視図である。 図１に示すスタッドピンの正面図である。 図１に示すスタッドピンの平面図である。 図１に示すスタッドピンを装着するタイヤのトレッド部の展開図である。 図４に示すピン穴の断面図である。 第１変形例のスタッドピンの平面図である。 第２変形例のスタッドピンの平面図である。 第３変形例のスタッドピンの平面図である。 他の実施形態に係るスタッドピンの斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致するものではない。

図１及び図２は、第１実施形態に係るスタッドピン１を示す。スタッドピン１は、アルミニウム、アルミニウム合金等を成形加工等により形成したもので、ボディ２と、このボディ２の下方側に続くシャンク３と、さらにその下方側に続く台座部４と、ボディ２の上面中央部に設けられるシャフト５とで構成されている。換言すれば、スタッドピン１は、ボディ２と、ボディ２の先端側から突出するシャフト５と、ボディ２の基端側に設けられたシャンク３および台座部４とを備える。

ボディ２は、ほぼ円柱状であるが、外周面の一部には軸心と平行な側面６が形成されている。なお、図９を参照して後述するように、完全な円柱状であってもよい。

また、ボディ２の上面外縁部はテーパ面７で構成されている。テーパ面７は、スタッドピン１を空気入りタイヤ（スタッドタイヤ）に装着し、路面を走行した際、路面に接触する最初の領域となる。ここでは、側面６の上端縁部に形成されるテーパ面７（ボディ側エッジ部８）が最初に路面に衝突する領域となる。したがって、ボディ側エッジ部８が路面に衝突する際、面当たりとなる。但し、路面に対して尖った部分が衝突しないようにできるのであれば、ここで言うテーパ面７には多少の湾曲面形状を含むものと解する。また、ボディ側エッジ部以外の部分は円弧状に限らず、複数の線分で繋がった多角形状の一部で構成してもよい。但し、線分の長さは、ボディ側エッジ部８よりも短くする必要がある。

さらに、ボディ２では、平面視で、円柱部分の直径Ｌ１とボディ側エッジ部８の長さＬ２との関係は、１／４＜Ｌ２／Ｌ１＜３／４を満足するように設定されている。１／４以下では、接地時の部分的な接触圧が大きくなり過ぎ、３／４以上では、接地時に破損しやすくなる。

図３に示すように、台座部４は、平面視で、即ちシャフト５が延びる方向から見て図心Ｐを通り互いに直交する縦軸Ｙと横軸Ｘを有している。台座部４は、縦軸Ｙ方向の最大長さａと横軸Ｘ方向の最大長さｂがａ＞ｂを満足する縦長形状に形成されている。ただし、台座部４は、必ずしも縦長形状に形成されている必要はなく、横長形状であってもよい。

台座部４の縦軸Ｙ方向の一端側には、平面視で横軸Ｘと平行であり、即ちボディ２の側面６と平行な平坦部９が形成されている。台座部４の縦軸Ｙ方向の他端側には、２つの傾斜部１０によって三角形状に突出する突出部１１が形成されている。従って、台座部４は、横軸Ｘについて非対称な形状である。これに対し、２つの傾斜部１０は縦軸Ｙを挟んで左右対称である。さらに、傾斜部１０が縦軸Ｙとなす角度θは、鋭角（９０°未満）となるように設定されている。

台座部４の２つの傾斜部１０は、平面視で横軸Ｘに対して片側に設けられている。換言すれば、台座部４の２つの傾斜部１０は、横軸Ｘを超えて形成されないような所定の長さかつ所定の角度θをもって設けられている。

また、平坦部９と各傾斜部１０とを結ぶ２箇所が円弧部１２となる。つまり、平面視における台座部４の外形は、突出部１１と、２つの傾斜部１０と、２つの円弧部１２と、平坦部９とによって画定されている。なお、台座部４の外縁部下面にはテーパ面１３が形成されている（図２参照）。

台座部４の形状は、ここで記載した形状に限定されず、円形、多角形等、平面視でボディ２よりも外径側に広がっているのであれば、種々の形態とすることができる。

シャフト５は、平面視奇数角形（ここでは、五角形）をした第１突部１４を備えている。第１突部１４の１つの辺（エッジ）を含む第１エッジ部１５は、ボディ２の側面６と平行な平面である。第１エッジ部１５は、ボディ側エッジ部８の長さよりも短く設定されている。また、第１エッジ部１５に隣接する両側の第２エッジ部１６及び第３エッジ部１７は、台座部４の円弧部分に対向している。さらに、第２エッジ部１６に隣接する第４エッジ部１８と、第３エッジ部１７に隣接する第５エッジ部１９は、台座部４の各傾斜部１０に対向している。

第１突部１４の上面には第２突部２０が形成されている。第２突部２０は平面視矩形状で、その長辺の一方が第１突部１４の第１エッジ部１５と平行な第６エッジ部２１となっている。但し、第２突部２０の他のエッジ部（第７エッジ部２２、第８エッジ部２３及び第９エッジ部２４）は第１突部１４の他のエッジ部とは延びる方向が相違している。

また、シャフト５は、その軸心がボディ２の軸心と合致するように設けられている。これにより、ボディ２の外縁からシャフト５までに全方位で十分な距離を確保することができる。また、第１突部１４に比べて第２突部２０のエッジ部の数を少なくしている。具体的に、第１突部１４では５箇所、第２突部２０では４箇所としている。さらにここでは、シャフト５の高さを０．５ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下としている。０．５ｍｍ未満では、シャフト５としての機能を十分に発揮できないからであり、２．５ｍｍを超えると、ボディ２よりも先にシャフト５が接地してしまい損傷しやすいからである。また、第１突部１４に対する第２突部２０の高さの比率を１０％以上、８０％以下としている。１０％未満では、第２突部２０のエッジ効果が不十分であり、８０％を超えると、第１突部１４のエッジ効果を十分に発揮できなくなる。

このようにシャフト５を２段で形成することにより、エッジ長さの総計を大きくすることができ、十分なエッジ効果を発揮させることができる。しかも、路面には第１突部１４と第２突部２０の種々の方向に延びるエッジが衝突することになり、直進方向のみならず、コーナリング時等、種々の方向に対してエッジ効果を発揮させることができる。なお、シャフト５は３段以上で構成することも可能である。

前記構成のスタッドピン１は、図４に示すように、スタッドタイヤのトレッド部２５に形成したピン穴２６に装着して使用する。ピン穴２６は、図５に示すように、同一内径の小径部２７と、その奥に形成された拡径部２８とで構成されている。ピン穴２６へのスタッドピン１の装着作業は、ピン打ち込み装置（図示せず）によって自動的に行う。この場合、台座部４の形状を円形等の点対称な形状ではなく、前述のような縦長の異形状としているため、その方向を容易に把握してピン穴２６へと正確に装着することができる。スタッドピン１は、台座部４の縦軸Ｙ方向とタイヤ回転方向が一致するようにピン穴２６に装着される。さらにここでは、ボディ２の側面６がタイヤ蹴出側で、タイヤ周方向に直交してタイヤ幅方向に延びるように位置決めされている。この状態では、トレッド部２５の表面からスタッドピン１のボディ２の上端部（テーパ面７）よりも上の部分が露出する。

このようにタイヤに装着されたスタッドピン１によれば、走行する際、まずボディ２の上端部分のボディ側エッジ部８が路面に衝突する。ボディ側エッジ部８は、十分な長さと面積を有する。このため、ボディ側エッジ部８が路面に衝突しても、路面への単位面積当たりの衝撃力を抑制することができる。この結果、ドライ路面を走行する場合であっても、路面割れ等の不具合を回避することが可能となる。また、凍結した路面（氷面）を走行する際、ボディ側エッジ部８が路面に噛み込み、優れた駆動力を発揮する。

続いて、シャフト５が路面に衝突する。この場合、ボディ２とシャフト５との間には十分な距離が確保されている。このため、路面にボディ２が衝突する前にシャフト５が衝突することが回避される。これにより、路面衝突時のシャフト５の損傷を防止することができる。

また、路面に衝突するシャフト５は、２段で構成され、周囲の尖った辺の方向が第１突部１４と第２突部２０とで１箇所を除いて相違している。したがって、そのエッジ効果を十分に発揮させることができる。すなわち、直進であれば、第１エッジ部１５が路面（氷面）に作用する。また、カーブを走行するコーナリング時であれば、第２エッジ部１６又は第３エッジ部１７が路面に対する横ずれを防止する。さらに、ブレーキを踏んだ際には、第４エッジ部１８及び第５エッジ部１９が路面に対して制動力を作用させる。

路面走行時、スタッドピン１には、ボディ２やシャンク３を介してピン穴２６から脱落させるような力が作用する場合がある。スタッドピン１では、ボディ２よりも小径となったシャンク３と、これに続くボディ２よりも大径となった台座部４とを備えており、その脱落が有効に防止される。

本実施形態によれば、台座部４が縦長に形成されているので、スタッドピン１をタイヤに装着した際に縦軸Ｙ方向に台座部４が強く締め付けられる。そのため、スタッドピン１のタイヤへの保持性を改良できる。また、縦軸Ｙ方向の端部には突出部１１が設けられているので、スタッドピン１をタイヤに装着した際に突出部１１がタイヤに食い込み、その反力でスタッドピン１が強く締め付けられる。そのため、スタッドピン１のタイヤへの保持性を改良できる。特に、２つの傾斜部１０が縦軸Ｙについて対称な形状であり、傾斜部１０と縦軸Ｙとの間でなされる角度θが鋭角であるため、突出部１１のタイヤへの食い込み量を大きくすることができ、重量の増加も抑制できる。

また、台座部４の形状が横軸Ｘに対して非対称であるので、スタッドピン１をタイヤに装着した際に縦軸Ｙ方向の両端部で異なる締め付け力を受ける。締め付け力に異方性が発生するため、様々な方向に抜け難くでき、タイヤへの保持性を改良できる。

また、台座部４の傾斜部１０が横軸Ｘに対して片側に設けられていることで、平面視で台座部４の傾斜部１０がボディ２よりも外側に配置される。台座部４の傾斜部１０がボディ２よりも外側に配置されるため、スタッドピン１がタイヤから抜けようとする際に台座部４の傾斜部１０が引っ掛かり、スタッドピン１のタイヤへの保持性を改良できる。

また、台座部４に平坦部９が設けられているため、平坦部９と円弧部１２との境界Ｂに角部が形成される。境界Ｂの角部がスタッドピン１の抜けに対して引っ掛かるため、スタッドピン１のタイヤへの保持性を改良できる。また、台座部４の平坦部９が横軸Ｘと平行であることで、スタッドピン１に横軸に対して傾斜した方向に力が加えられた際、角部が引っ掛かり、スタッドピンのタイヤへの保持性を改良できる。

また、台座部４は、突出部１１、２つの傾斜部１０、２つの円弧部１２、および平坦部９によって平面視における外形を画定されている。このようにすることで、タイヤへの保持性を改良した具体的な形状例を規定できる。

また、台座部４の縦軸Ｙ方向とタイヤ回転方向が一致するようにスタッドピン１がピン穴２６に装着されているため、通常タイヤ回転方向に大きく伸縮するタイヤに対し、タイヤ回転方向に強くスタッドピン１が締め付けられ、タイヤへの保持性を改良できる。

図６は、本実施形態のスタッドピン１の第１変形例を示している。

本変形例では、図３に示す上記実施形態と比べて台座部４において平坦部９が小さく形成されている。また、台座部４の円弧部１２は、曲率の異なる第１部分１２ａと、第２部分１２ｂと、第３部分１２ｃとを備える。本実施形態では、第１部分１２ａと第２部分１２ｂと第３部分１２ｃとは、円弧状である。即ち、円弧部１２は、変化点Ｃ１，Ｃ２を境に曲率が変化しており、変化点Ｃ１，Ｃ２は角部を構成している。ただし、第１部分１２ａと第２部分１２ｂと第３部分１２ｃとは、円弧状に限らず、いずれか１つまたは２つが直線状であってもよいし、３つ全て直線状であってもよい。また、変化点Ｃ１は角部を構成する以外にも第１部分１２ａと第２部分１２ｂとに接する円を構成してもよく、同様に変化点Ｃ２は角部を構成する以外にも第２部分１２ｂと第３部分１２ｃとに接する円を構成してもよい。

本変形例によれば、スタッドピン１に対して横軸Ｘ方向またはその傾斜方向に力が加えられた際に、変化点Ｃ１，Ｃ２の角部が引っ掛かるため、スタッドピン１のタイヤへの保持性を改良できる。

図７は、本実施形態のスタッドピン１の第２変形例を示している。

本変形例では、図３に示す上記実施形態と比べて台座部４において平坦部９が省略されており、２つの傾斜部１０が１つの円弧部１２で接続されている。

本変形例のように、台座部４において、平坦部９は必須の構成ではなく、設けられていなくてもよい。平坦部９を省略することで、簡易な構成でスタッドピン１を形成できる。

図８は、本実施形態のスタッドピン１の第３変形例を示している。

本変形例では、図３に示す上記実施形態と比べて台座部４において平坦部９が突出部１１に置換されている。即ち、台座部４は、２つの突出部１１を有する。本変形の台座部４は、横軸Ｘについて対称な形状を有している。

本変形例のように、台座部４は、平坦部９を有していなくてもよく、縦軸Ｙ方向の両端部に突出部１１を有していてもよい。さらに言えば、台座部４は、横軸Ｘについて対称な形状であってもよい。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

前記実施形態では、タイヤの蹴出側に、ボディ側エッジ部８を、タイヤ周方向と直交してタイヤ幅方向に延びるように配置したが、タイヤの踏込側に配置するようにしてもよい。これによれば、ボディ側エッジ部８により制動力を作用させやすくなる。

さらに言えば、スタッドピン１のボディ２は、ボディ側エッジ部８を有さず、即ち外周面の一部に軸心と平行な側面６が形成されていなくてもよく、例えば図９に示すような円柱形状であってもよい。

１…スタッドピン
２…ボディ
３…シャンク
４…台座部
５…シャフト
６…側面
７…テーパ面
８…ボディ側エッジ部
９…平坦部
１０…傾斜部
１１…突出部
１２…円弧部
１２ａ…第１部分
１２ｂ…第２部分
１２ｃ…第３部分
１３…テーパ面
１４…第１突部
１５…第１エッジ部
１６…第２エッジ部
１７…第３エッジ部
１８…第４エッジ部
１９…第５エッジ部
２０…第２突部
２１…第６エッジ部
２２…第７エッジ部
２３…第８エッジ部
２４…第９エッジ部
２５…トレッド部
２６…ピン穴
２７…小径部
２８…拡径部

Claims (7)

1. ボディと、
   前記ボディの先端側から突出するシャフトと、
   前記ボディの基端側に設けられた台座部と、
   を備えたスタッドピンであって、
   前記台座部は、前記シャフトが延びる方向から見て図心を通り互いに直交する縦軸と横軸を有し、前記横軸方向と前記縦軸方向の長さが異なり、前記縦軸方向において両端部の少なくとも一方には突出部が設けられており、
   前記突出部は、前記縦軸について対称に形成された２つの傾斜部によって構成され、前記傾斜部と前記縦軸との間でなされる角度は鋭角であるスタッドピン。
2. 前記台座部は、前記横軸方向よりも前記縦軸方向に長く形成されている請求項１に記載のスタッドピン。
3. 前記台座部は、前記シャフトが延びる方向から見て、前記横軸について非対称な形状である請求項１または請求項２に記載のスタッドピン。
4. 前記台座部の前記２つの傾斜部は、前記シャフトが延びる方向から見て、前記横軸に対して片側に設けられている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスタッドピン。
5. 前記台座部の前記突出部は、前記縦軸方向の前記両端部のいずれか一方に形成されており、
   前記突出部が形成されていない側の端部には、前記シャフトが延びる方向から見て、前記横軸と平行な平坦部が設けられている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスタッドピン。
6. 前記台座部は、前記傾斜部および前記平坦部を接続する２つの円弧部をさらに有し、
   前記台座部の外形は、前記突出部と、前記２つの傾斜部と、前記２つの円弧部と、前記平坦部とによって画定されている請求項５に記載のスタッドピン。
7. ボディと、前記ボディの先端側から突出するシャフトと、前記ボディの基端側に設けられ、前記シャフトが延びる方向から見て図心を通り互いに直交する縦軸と横軸を有し、前記横軸方向よりも前記縦軸方向に長く形成された台座部とを備えたスタッドピンと、
   トレッド部に形成され、前記スタッドピンが装着されるピン穴と、
   を備え、
   前記台座部の前記縦軸方向とタイヤ回転方向が一致するように前記スタッドピンが前記ピン穴に装着されている空気入りタイヤ。

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