JP2019196023A - スタッドピン、および空気入りタイヤ - Google Patents

スタッドピン、および空気入りタイヤ Download PDF

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Abstract

【課題】スタッドピン取付用孔に埋め込まれたスタッドピンに対してスタッドピンを回転させる力が作用しても、スタッドピン取付用孔から抜け落ち難いスタッドピンを提供する。【解決手段】スタッドピンは、路面と接触する先端部と、前記先端部が突出するように固定され、前記スタッドピン取付用孔に埋め込まれる埋設基部であって、前記先端部の側から前記先端部の側と反対側に延びる埋設基部と、を備える。前記埋設基部は、基部本体と、前記基部本体に対して前記埋設基部の延在方向の周りに相対的に回転するよう前記基部本体に装着された環状部材と、を有する。【選択図】図4

Description

本発明は、スタッドピン、およびスタッドピンを備える空気入りタイヤに関する。
スタッドタイヤは、トレッド部にスタッドピンが装着され、氷雪路面においてグリップが得られるようになっている。
一般に、スタッドピンは、トレッド部に設けられたスタッドピン取付用孔に埋め込まれる。取付用孔にスタッドピンを埋め込むとき、孔径を拡張した状態の取付用孔にスタッドピンを挿入することで、スタッドピンは取付用孔にきつく埋め込まれ、タイヤ転動中に路面から受ける外力によるスタッドピンの抜け落ちを防いでいる。
スタッドピンは、基部と、基部の一端面から飛び出した先端部と、を備える。基部は、先端部がトレッド面から突出するように取付用孔に嵌め込まれる。スタッドタイヤでは、転動時に路面に接触した先端部が氷雪を引っ掻くことによって、氷雪路面での制動性、駆動性等の走行性能が確保される。
ところで、スタッドピンが抜け落ちる原因の1つとして、スタッドピンが取付用孔内で回転することが挙げられる。スタッドピンが回転すると、スタッドピンは取付用孔から突出して抜け落ちやすくなる。
従来のスタッドピンとして、ピン本体の胴体部の側面に、当該側面から突き出した複数個の凸部を設けたスタッドピンが知られている(特許文献1参照)。特許文献1のスタッドピンによれば、複数個の凸部が取付用孔のゴムに食い込むことで、取付用孔内でのスタッドピンの軸を中心とした回転が抑制されると考えられる。
特開2016−130059号公報
特許文献1のスタッドピンでは、スタッドピンを回転させる力の大きさによっては、ゴムに食い込んだ凸部が取付用孔の壁面を傷つける場合がある。取付用孔の壁面が傷つくと、スタッドピンに対するゴムの締付け力が低下し、スタッドピンが抜け落ち易くなる。
そこで、本発明は、スタッドピン取付用孔に埋め込まれたスタッドピンに対してスタッドピンを回転させる力が作用しても、スタッドピン取付用孔から抜け落ち難いスタッドピン、および、そのようなスタッドピンを備えた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明の一態様は、スタッダブルタイヤのスタッドピン取付用孔に取り付けられるスタッドピンである。当該スタッドピンは、
路面と接触する先端部と、
前記先端部が突出するように固定され、前記スタッドピン取付用孔に埋め込まれる埋設基部であって、前記先端部の側から前記先端部の側と反対側に延びる埋設基部と、を備え、
前記埋設基部は、
基部本体と、
前記基部本体に対して前記埋設基部の延在方向の周りに相対的に回転するよう前記基部本体に装着された環状部材と、を有することを特徴とする。
前記基部本体と接しているときの摩擦係数に関して、前記環状部材の摩擦係数は、前記スタッドピン取付用孔の壁面の摩擦係数よりも小さいことが好ましい。
前記基部本体は、前記延在方向に沿って、
前記先端部が固定されるフランジ状の胴体部と、
前記先端部から最も離れた前記基部本体の部分に位置し、前記胴体部よりも外径が大きいフランジ状の底部と、
前記胴体部と前記底部との間に位置し、前記胴体部よりも外径が小さいシャンク部と、を備え、
前記環状部材は、前記胴体部及び前記シャンク部の少なくともいずれかに装着されていることが好ましい。
前記環状部材は、前記シャンク部の周りの前記胴体部と前記底部とに囲まれた凹部空間に配置されていることが好ましい。
前記環状部材は、前記環状部材の外周側面から外周側に突出する突出部を有していることが好ましい。
前記環状部材は、前記埋設基部の延在方向を螺旋軸として螺旋状に延びる形状を有していることが好ましい。
前記埋設基部の延在方向に沿った前記環状部材の長さは、前記埋設基部の延在方向長さの20〜40%の長さであることが好ましい。
前記環状部材を第1の環状部材というとき、前記埋設基部は、さらに、前記基部本体に対して前記埋設基部の延在方向の周りに相対的に回転するよう前記基部本体に装着された1又は複数の第2の環状部材を有していることが好ましい。
前記埋設基部の延在方向に沿った前記第1環状部材の長さと前記第2の環状部材の長さの合計は、前記埋設基部の延在方向長さの20〜40%の長さであることが好ましい。
本発明の別の一態様は、空気入りタイヤである。当該空気入りタイヤは、
前記スタッドピンと、
前記スタッドピンが取り付けられるスタッドピン取付用孔を有するスタッダブルタイヤと、を備えることを特徴とする。
上述の態様のスタッドピン及び空気入りタイヤによれば、スタッドピン取付用孔に埋め込まれたスタッドピンに対してスタッドピンを回転させる力が作用しても、スタッドピン取付用孔から抜け落ち難い。
本実施形態のタイヤの断面の一例を示すタイヤ断面図である。 本実施形態のタイヤの一例の外観斜視図である。 本実施形態のタイヤのトレッドパターンの一例を平面上に展開したトレッドパターンの一部の平面展開図である。 本実施形態のスタッドピンの一例の外観斜視図である。 従来のスタッドピンの動作を説明する図である。 本実施形態のスタッドピンの動作を説明する図である。 一実施形態のスタッドピンを示す外観斜視図である。 一実施形態のスタッドピンを示す外観斜視図である。 一実施形態のスタッドピンを示す外観斜視図である。 一実施形態のスタッドピンを示す外観斜視図である。 一実施形態のスタッドピンを示す外観斜視図である。 一実施形態のスタッドピンを示す外観斜視図である。
(タイヤの全体説明)
以下、本実施形態のスタッドタイヤについて説明する。図1は、本実施形態のスタッドタイヤ(以降、タイヤという)10の断面の一例を示すタイヤ断面図である。図2は、タイヤ10の一例の外観斜視図である。なお、本実施形態には、後述する種々の実施形態が含まれる。
タイヤ10は、トレッド部にスタッドピンが埋め込まれたタイヤである(図1,2において、スタッドピンの図示は省略されている)。
タイヤ10は、例えば、乗用車用タイヤである。乗用車用タイヤは、JATMA YEAR BOOK 2015(日本自動車タイヤ協会規格)のA章に定められるタイヤをいう。この他、B章に定められる小型トラック用タイヤおよびC章に定められるトラック及びバス用タイヤに適用することもできる。
以降で具体的に説明する各パターン要素の寸法の数値は、乗用車用タイヤにおける数値例であり、スタッドタイヤはこれらの数値例に限定されない。
以降で説明するタイヤ周方向C(図2参照)とは、タイヤ回転軸Axis(図2参照)を中心にタイヤ10を回転させたとき、トレッド面の回転する方向(両回転方向)をいい、タイヤ径方向Rとは、タイヤ回転軸Axisに対して直交して延びる放射方向をいい、タイヤ径方向外側とは、タイヤ回転軸Axisからタイヤ径方向Rに離れる側をいう。タイヤ幅方向Wとは、タイヤ回転軸Axisに平行な方向をいい、タイヤ幅方向外側とは、タイヤ10のタイヤセンターラインCL(図1,3参照)から離れる両側をいう。
(タイヤ構造)
タイヤ10は、構造体として、カーカスプライ層12と、ベルト層14と、ビードコア16とを有する。タイヤ10は、これらの構造体の周りに、トレッドゴム18と、サイドゴム20と、ビードフィラーゴム22と、リムクッションゴム24と、インナーライナゴム26と、を主に有する。
カーカスプライ層12は、一対の円環状のビードコア16の間を巻きまわしてトロイダル形状を成した、有機繊維をゴムで被覆したカーカスプライ材12a,12bを含む。図1に示すタイヤ10では、カーカスプライ層12は、カーカスプライ材12a,12bで構成されているが、1つのカーカスプライ材で構成されてもよい。カーカスプライ層12のタイヤ径方向外側に2枚のベルト材14a,14bで構成されるベルト層14が設けられている。ベルト層14は、タイヤ周方向Cに対して、所定の角度、例えば20〜30度傾斜して配されたスチールコードにゴムを被覆した部材であり、下層のベルト材14aのタイヤ幅方向の幅が上層のベルト材14bの幅に比べて広い。2層のベルト材14a,14bのスチールコードの傾斜方向はタイヤ周方向Cからタイヤ幅方向Wに向かって互いに異なる方向に傾いている。このため、ベルト材14a,14bは、交錯層となっており、充填された空気圧によるカーカスプライ層12の膨張を抑制する。
ベルト層14のタイヤ径方向外側には、トレッドゴム18が設けられ、トレッドゴム18の両端部には、サイドゴム20が接続されてサイドウォール部を形成している。トレッドゴム18は2層のゴムで構成され、タイヤ径方向外側に設けられる上層トレッドゴム18aとタイヤ径方向内側に設けられる下層トレッドゴム18bとを有する。サイドゴム20のタイヤ径方向内側の端には、リムクッションゴム24が設けられ、タイヤ10を装着するリムと接触する。ビードコア16のタイヤ径方向外側には、ビードコア16の周りに巻きまわす前のカーカスプライ層12の部分と、ビードコア16の周りに巻きまわした後のカーカスプライ層12の部分との間に挟まれるようにビードフィラーゴム22が設けられている。タイヤ10とリムとで囲まれる空気を充填するタイヤ空洞領域に面するタイヤ10の内表面には、インナーライナゴム26が設けられている。
この他に、タイヤ10は、ベルト層14のタイヤ径方向外側からベルト層14を覆う、有機繊維をゴムで被覆したベルトカバー層28を備える。
タイヤ10は、このようなタイヤ構造を有するが、本実施形態のタイヤ構造は、図1に示すタイヤ構造に限定されない。
(トレッドパターン)
図3は、タイヤ10のトレッドパターン30を平面上に展開したトレッドパターンの一部の平面展開図である。なお、タイヤ10に採用されるトレッドパターンは、トレッドパターン30に制限されない。スタッドピン(図4参照)は、後述するピン取付用孔29に装着される。
タイヤ10は図3に示されるように、タイヤ周方向Cの一方の向きを示す回転方向Xが指定されている。回転方向Xの向きは、タイヤ10のサイドウォール表面に設けられた数字、記号等によって表示され指定されている。
トレッドパターン30は、複数の第1傾斜溝31と、複数の第1ラグ溝32と、複数の第2傾斜溝33と、複数の第3傾斜溝34と、第2ラグ溝35と、突出溝36とを備えている。
第1傾斜溝31は、タイヤ周方向に複数設けられている。各第1傾斜溝31は、センターラインCLから離間した位置を開始端とし、開始端からタイヤ回転方向Xと反対方向に向かうとともに、タイヤ幅方向外側に向かって傾斜して延びている。
第1ラグ溝32は、タイヤ周方向に複数設けられている。各第1ラグ溝32は、第1傾斜溝31のそれぞれのタイヤ幅方向外側端部からタイヤ回転方向Xと反対方向に向かうとともに、タイヤ幅方向外側に向かって傾斜して接地端E1,E2よりもタイヤ幅方向外側まで延びている。
接地端E1、E2は、タイヤを規定リムに装着して、規定内圧、例えば200kPaの内圧条件および規定荷重の88%の条件で平板上に垂直方向に負荷させたときの平板上に形成される接地面におけるタイヤ幅方向Wの端をいう。ここで、規定リムとは、ETRTO(2011年版)に規定される「Measuring Rim」、JATMAに規定される「適用リム」、あるいは、TRAに規定される「Design Rim」をいう。また、規定内圧とは、ETRTOで規定される「INFLATION PRESSURES」、JATMAに規定される「最高空気圧」、あるいは、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値をいう。規定荷重とは、ETRTOに規定される「LOAD CAPACITY」、JATMAに規定される「最大負荷能力」、あるいは、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値をいう。
第2傾斜溝33は、タイヤ周方向に複数設けられている。各第2傾斜溝33は、第1傾斜溝31のそれぞれのタイヤ幅方向外側端部からタイヤ回転方向Xと反対方向に向かうとともに、タイヤ幅方向内側に向かって傾斜して、隣接する他の第1傾斜溝31まで延在している。
第3傾斜溝34は、タイヤ周方向に複数設けられている。各第3傾斜溝34は、第1ラグ溝32のそれぞれの途中からタイヤ回転方向Xと反対方向に向かうとともに、タイヤ幅方向外側に向かって傾斜して延びている。第3傾斜溝34は、タイヤ幅方向外側に向かって溝幅が徐々に狭くなり、タイヤ幅方向内側に向かって溝幅が徐々に広くなる形状をしている。
第2ラグ溝35は、タイヤ周方向に隣接する2つの第1ラグ溝32の間に、第1傾斜溝31および第2傾斜溝33と交差しない範囲で、第1ラグ溝32と平行に延在している。
第3傾斜溝34は、第2ラグ溝35を突き抜けて延びている。第2ラグ溝35の第3傾斜溝34との交差部よりもタイヤ幅方向内側の部分35aの幅は、第3傾斜溝34との交差部よりもタイヤ幅方向外側の部分35bの幅よりも狭い。
突出溝36は、第1傾斜溝31の途中から、タイヤ幅方向内側に向かって突出している。
第1傾斜溝31、第1ラグ溝32、第2傾斜溝33及び接地端E1,E2により囲まれる陸部41には、サイプ43が設けられている。第1傾斜溝31および第2傾斜溝33よりもタイヤ幅方向内側の陸部42には、サイプ44が設けられている。サイプ44はタイヤ幅方向とほぼ平行に延在している。サイプ43はサイプ44の延在方向に対して傾斜している。サイプ43がサイプ44の延在方向に対して傾斜していることで、タイヤ10の旋回性能を高めることができる。
図3に示すように、第1傾斜溝31、第1ラグ溝32、第2傾斜溝33及び接地端E1,E2により囲まれる陸部41には、スタッドピン取付用孔29が設けられている。スタッドピン取付用孔29に後述するスタッドピン50が装着されることで、タイヤ10はスタッドタイヤとして機能し、氷上制動、氷上旋回といった氷上性能が高まる。
(スタッドピン)
図4は、本実施形態のスタッドピン50の一例を示す斜視図である。
スタッドピン50は、チップ(先端部)52と、基部(埋設基部)54と、を備える。基部54は、基部本体55と、環状部材62と、を備える。基部本体55は、胴体部(上部フランジ部)56と、シャンク部60と、底部(下部フランジ部)58と、を備える。基部54は、タイヤ10の取付用孔29に装着されるとき、トレッドゴム18(図1)に埋設されてトレッドゴム18と接触する。
チップ52は、路面と接触するチップ先端面を有する。チップ52は、タングステンカーバイト等の超鋼合金で構成される。このほかに、チップ52は、サーメット材料で構成することもできる。チップ52は、基部54の上端面に設けられた孔に固定される。このスタッドピン50がタイヤ10に装着された時、スタッドピン50のチップ52がトレッド表面から突出するようになっている。
基部54は、チップ52を保持する。胴体部56、シャンク部60、及び底部58は、一方向に並ぶように配置されている。胴体部56、シャンク部60、及び底部58は、一方向に見たときのそれぞれ輪郭形状の図心を通る中心軸線の周りに設けられている。図4に示す例では、胴体部56、シャンク部60、及び底部58は、共通の中心軸線Zを有しているが、別の例では、共通の中心軸線を有していなくてもよい。中心軸線Zは、胴体部56、シャンク部60、及び底部58が並ぶ方向(一方向)と平行な方向に延びている。基部54の材料は特に制限されないが、例えば、スタッドピン50の軽量化のためにアルミニウム合金等で構成されている。
胴体部56は、基部54の延在方向に沿って、チップ52が固定されるフランジ状の部分である。胴体部56は、タイヤ10のトレッド部に埋め込まれる時、トレッド表面からチップ52が突出するように構成されている。
シャンク部60は、胴体部56及び底部58と接続されている。シャンク部60は、胴体部56と底部58との間に位置し、胴体部56よりも外径が小さい部分である。シャンク部60は、中心軸線Zに直交する断面積が、胴体部56及び底部58それぞれの断面積よりも小さく、胴体部56及び底部58に比べて細い。本明細書において、シャンク部60とは、中心軸線Zと直交する切断面において、断面積が最大となる胴体部56の部分よりも断面積が小さい基部54の部分であって、胴体部56に対して、底部58の側に接続された部分をいう。
シャンク部60の外周側面は、図4に示す例において、シャンク部60と接続される胴体部56の端、及び、底部58の上端面とともに、凹部空間64の一部を画定する。すなわち、凹部空間64は、シャンク部60の周りの胴体部56と底部58とに囲まれた空間である。
底部58は、基部本体55のうち、チップ52から最も離れて位置する部分であり、胴体部56よりも外径が大きいフランジ状の部分である。底部58は、タイヤ10のトレッド部に埋め込まれる時、取付用孔29の孔底部に接触するように構成されている。
基部本体55の外周側面は、基部本体55が取付用孔29の壁面に対して滑りながら回転することを許容し、取付用孔29の損傷を防ぐために、平滑面で構成されていることが好ましい。図4に示す例において、中心軸線Zと直交する方向の基部本体55の断面形状は円形状であり、円柱状の外周側面を有している。
(環状部材)
環状部材62は、基部本体55に対して基部54の延在方向(中心軸線Zが延びる方向)の周りに相対的に回転するよう基部本体55に装着された部材である。環状部材62は、基部本体55と別体の部材である。環状部材62が基部本体55に装着されていると、環状部材62が装着された基部本体55の部分には、取付用孔29のゴムの締付け力が作用しない。このため、中心軸線Zの周りに回転させようとする力がスタッドピン50に作用したときに、基部本体55は、環状部材60が装着されていない場合と比べ、環状部材62及び環状部材62を拘束する取付用孔29の壁面に対して容易に相対回転する。このように、スタッドピン50を回転させようとする力が作用したときの初期の回転を許容することによって、スタッドピンの抜け落ちに繋がる、取付用孔29内でスタッドピンが傾斜して取付用孔29を広げる(拡張する)ような回転に発展することを抑制することができる。上記初期の回転を抑制しようと、基部と取付用孔との間の摩擦を大きくすると、スタッドピンを回転させようとする力が作用したときに、スタッドピンは、中心軸線Zに対して容易に傾斜してゴムの締付け力を低下させ、取付用孔29を広げるような回転に発展しやすく、その結果、取付用孔から抜け落ちやすくなる。
図5(a)、(b)は、従来のスタッドピンの動作を説明する図であり、スタッドピンを中心軸線の延在方向から上面視した図と側面図である。
図6(a)、(b)は、スタッドピン50の作用を説明する図であり、中心軸線の延在方向から上面視した図と側面図である。なお、図6において、環状部材62の図示は省略されている。
車両旋回時には、スタッドピンを中心軸線Zの周りに回転させようとする力Fが発生しやすい。従来のスタッドピンでは、取付用孔の壁面からの締付け力が大きく、基部は、取付用孔29のゴムに対して相対回転し難い。このため、さらに大きい力が路面からスタッドピンに作用すると、基部は、図5(b)に示すように、中心軸線に対して傾斜しやすく、これによって、ゴムの締付け力を低下させ、取付用孔を広げるように回転する。このようにして、取付用孔の締付け力はさらに低下し、スタッドピンは抜け落ちやすくなる。また、このような回転が繰り返されると、取付用孔の壁面が損傷してゴムの締付け力がさらに低下し、抜け落ちやすくなる場合もある。
これに対し、本実施形態のスタッドピン50は、環状部材62を備えており、上述したように、力Fが作用したときの初期の回転が許容されることによって、従来のスタッドピンと比べ、取付用孔29内で傾斜し難く、取付用孔29を広げるような回転に発展することが抑制される。このため、スタッドピン50の抜け落ちが抑制される。また、取付用孔29を広げるような回転が抑制されることで、取付用孔29の壁面の損傷が抑制され、これに伴うゴム締付け力の低下も抑制される。
上記観点から、基部本体55と接しているときの摩擦係数に関して、環状部材62は、取付用孔29の壁面の摩擦係数よりも摩擦係数が小さい材料から構成されていることが好ましい。環状部材62は、例えば、金属材料や樹脂材料から構成される。金属材料としては、基部本体55との間の摩擦係数を小さくするために、基部本体55の材料と異種の材料であることが好ましい。
環状部材62の形態は、特に制限されず、例えば、リング状(図7、9、12参照)、スリーブ状(図8、10参照)、螺旋状(図11参照)等の形態である。図7〜図12は、それぞれ、一実施形態のスタッドピンの例を示す図である。
また、一実施形態によれば、環状部材62は、図示されないが、ベアリングで構成されていてもよい。
環状部材62と基部本体55との間には、基部本体55が環状部材62に対して相対回転しやすくなるよう、隙間があいていることが好ましい。隙間は、例えば、環状部材62が装着される基部本体55の部分の外径と、環状部材62の内径との差が1mm以下であり、中心軸線Zの両側に0.5mm以下ずつ隙間をあけていることが好ましい。一方で、環状部材62と基部本体55は隙間なく当接していてもよい。このような場合であっても、環状部材62が装着された基部本体55の部分では、ゴムの締付け力が作用しないことによって、基部本体55が環状部材62に対して相対回転しやすい。
一実施形態によれば、図4、図7〜図12に示す例のように、環状部材62は、胴体部56及びシャンク部の60の少なくともいずれかに装着されていることが好ましい。スタッドピン50に上記力Fが作用したとき、スタッドピン50は、底部58を支点にして取付用孔29内で傾斜しようとするため、取付用孔29内での動きが大きい胴体部56又はシャンク部60に環状部材62が装着されていることで、取付用孔29内で傾斜して取付用孔29を広げるような回転を抑制する効果が大きくなる。
なお、スタッドピン50は、取付用孔29の延在方向に沿って抜け落ちることが抑制されるよう、取付用孔29からの強い締付け力が基部54に作用していることが望ましい。底部58は、基部本体55のうち、最も外径が大きく、取付用孔29から強い締付け力を受けることができるため、一実施形態によれば、環状部材62は、底部58には装着されていないことが好ましい。
一実施形態によれば、環状部材62は、図4、図7、図8、図10、及び図11に示す例のように、シャンク部60の周りの胴体部56と底部58とに囲まれた凹部空間64に配置されていることが好ましい。凹部空間64は、中心軸線Zを通るスタッドピン50の切断面において、底部58の側の胴体部56の外周側面の端と、胴体部56の側の底部58の外周側面の端とを結ぶ直線よりも中心軸線Z側の空間を意味する。環状部材62が凹部空間64に配置されていると、スタッドピン50に対して、取付用孔29の延在方向に沿って抜けようとする力が作用したときに、取付用孔29の壁面によって拘束された環状部材62が、底部58に当接して、スタッドピン50が抜けようとする方向と逆方向に押さえ付けることができ、スタッドピン50の抜け落ちを抑制することができる。
一実施形態によれば、環状部材62は、図10に示す例のように、環状部材62の外周側面62aから外周側に突出する突出部62bを有していることが好ましい。突出部62bは、取付用孔29のゴムの締付け力が環状部材62に作用することで、取付用孔29の壁面に食い込むため、取付用孔29のゴムが環状部材62を拘束する力が強くなり、環状部材60が取付用孔29に対して回転することを抑制できる。また、突出部62bが取付用孔29の壁面に食い込むことで、スタッドピン50が取付用孔29の延在方向に沿って抜けようとする力に対する抵抗が大きくなり、スタッドピン50の抜け落ちを抑制する効果が増す。
突出部62bの形態は、特に制限されないが、図10に示す例のように、突出部62bは、板厚方向が周方向を向く衝立板の形状を有していると、取付用孔29のゴムによって拘束される効果が大きくなる。また、取付用孔29の壁面に対して食い込みやすくなるよう、中心軸線Zから離れる方向と直交する方向に沿った突出部62bの断面積が、図10に示す例のように、中心軸線Zから離れるに連れて小さくなるよう、突出部62bは先細り形状を有していることが好ましい。
環状部材62は、図10に示す例のように、周方向に分割された複数の部材を組み合わせて形成したものであってもよい。これにより、環状部材62を、基部本体55に容易に装着することができる。図10に示す例では、環状部材62は、周方向に分割された3つの部材を組み合わせてなる。
また、環状部材62は、中心軸線Zの周りの周方向に途切れることなく連続的に延びていてもよく、周方向に途切れるような隙間を有していてもよい。このような形態の環状部材62は、隙間を広げて基部本体55に装着でき、基部本体55に対して後付けにより装着することができる。
一実施形態によれば、環状部材62は、図11に示す例のように、基部54の中心軸線Zを螺旋軸として螺旋状に延びる形状を有していることが好ましい。環状部材62が螺旋状の形状を有していると、スタッドピン50が取付用孔29の延在方向に沿って抜けようとしたときに、取付用孔29に拘束された環状部材62が底部58に当接すると収縮するよう弾性変形するので、スタッドピン50を、取付用孔29から抜ける方向と逆方向に押さえ付ける力が大きくなる。この点で、環状部材62は、例えば、硬鋼線、ピアノ線等の線材で構成されることが好ましい。
一実施形態によれば、基部54の延在方向に沿った環状部材の長さは、基部54の延在方向長さの20〜40%の長さであることが好ましい。環状部材の長さが基部54の長さの40%を超えると、取付用孔29のゴムと基部本体55との接触面積が小さすぎて、スタッドピン50に対するゴムの締付け力が低下し、却ってスタッドピン50が抜け落ちやすくなる場合がある。また、環状部材の長さが基部54の長さの20%未満であると、取付用孔29の壁面と基部本体55との接触面積が大きすぎて、基部本体55が取付用孔29に対して相対回転し難くなる場合がある。環状部材の長さは、好ましくは、基部54の長さの25〜35%であることが好ましい。
なお、ここでいう環状部材の長さは、スタッドピン50が備える環状部材が複数ある場合は、その合計の長さを意味する。また、環状部材が螺旋状に延びる形状を有している場合は、螺旋軸の方向に形成された複数の隙間を除いた環状部材の長さを意味する。
一実施形態によれば、環状部材62を第1の環状部材というとき、基部54は、図7、図9、図12に示すように、さらに、基部本体55に対して基部54の延在方向の周りに相対的に回転するよう基部本体55に装着された複数の第2の環状部材72a、72b、・・・、72i等を有していることが好ましい。
基部54が備える環状部材の数(第1の環状部材及び第2の環状部材の合計の数)は、1〜5個であることが好ましい。基部54は、図7に示す例では、3個の環状部材を備えており、図9に示す例では、2個の環状部材を備えており、図12に示す例では、10個の環状部材を備えている。
以上のスタッドピン50によれば、上述したように、中心軸線Zの周りに回転させようとする力がスタッドピン50に作用したときに、基部本体55は、環状部材60が装着されていない場合と比べ、環状部材62及び環状部材62を拘束する取付用孔29の壁面に対して容易に相対回転する。このように、スタッドピン50を回転させようとする力が作用したときの初期の回転を許容することによって、スタッドピンの抜け落ちに繋がる、取付用孔29内でスタッドピンが傾斜して取付用孔29を広げるような回転に発展することを抑制することができる。
(実施例、従来例)
本発明の効果を調べるために、種々の仕様のスタッドピンを作製し、作製したスタッドピンを図1〜3に示すトレッド部に埋め込んだスタッドタイヤを乗用車に装着して、耐ピン抜け性を調べた。作製したタイヤのタイヤサイズは、205/55R16とした。乗用車は、排気量2000ccの前輪駆動のセダン型乗用車を用いた。タイヤの内圧条件は、前輪、後輪ともに230(kPa)とした。各タイヤの荷重条件は、前輪荷重を450kg重、後輪荷重を300kg重とした。
スタッドピンの取付用孔からの抜け落ちは、氷上路面では殆ど起こらず、アスファルト路面あるいはコンクリート路面を含む乾燥路面で起こり易い。また、ピン抜けは、旋回時にスタッドピンが回転することが一因となって起こり易い。したがって、スタッドピンの抜け落ち難さ(耐ピン抜け性)のテストでは、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所定のコースに沿って10000km走行したときの、装着した全スタッドピンの数に対するトレッドゴムに残ったスタッドピンの数の比率を求めた。この比率を、従来例の比率を100として、指数化した。指数が高いほど、スタッドピンが抜け落ち難いことを意味し、102以上である場合を、耐ピン抜け性に優れると評価した。
作製したスタッドピンの仕様とその評価結果を下記表1に示す。
表1の「ピン形態」の欄に、従来例および実施例のスタッドピンが基調とした形態を、図面番号で示した。「環状部材の長さ」の欄は、基部の延在方向に沿った環状部材の長さの、基部の延在方向長さに対する割合を示し、「40%以下」は、基部の延在方向に沿った環状部材の長さが、基部の延在方向長さの20〜40%の長さであり、「40%超」は、当該環状部材の長さが基部の延在方向長さの40%を超えていることを意味する。
従来例は、環状部材を備えない点を除いて、実施例と同様とした。すなわち、従来例のピン形状は、実施例のスタッドピンの基部と同じ形状とした。
実施例7の環状部材は、硬鋼線で構成した。
Figure 2019196023
実施例1〜7と従来例の比較より、環状部材を備えるスタッドピンは、耐ピン抜け性に優れることがわかる。
実施例2、3、5〜7と実施例1、4の比較より、環状部材の配置位置がシャンク部であることで、耐ピン抜け性が更に優れることがわかる。
実施例1〜3、5〜7と実施例4との比較より、環状部材の長さが、基部の長さの40%以下であることで、耐ピン抜け性の低下が確保されることがわかる。
以上、本発明のスタッドピン、及び空気入りタイヤについて説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
10 空気入りタイヤ
12 カーカスプライ層
14 ベルト層
14a,14b ベルト材
16 ビードコア
18 トレッドゴム
18a 上層トレッドゴム
18b 下層トレッドゴム
20 サイドゴム
22 ビードフィラーゴム
24 リムクッションゴム
26 インナーライナゴム
28 ベルトカバー層
29 ピン打ち込み用孔
30 トレッドパターン
31 第1傾斜溝
32 第1ラグ溝
33 第2傾斜溝
34 第3傾斜溝
35 第2ラグ溝
36 突出溝
41,42 陸部
43,44 サイプ
50 スタッドピン
52 チップ(先端部)
54 基部
55 基部本体
56 胴体部
58 底部
60 シャンク部
62 環状部材(第1の環状部材)
62a 外周側面
62b 突出部
72a、72b、72c、72d、72e、72f、72g、72h、72i 環状部材(第2の環状部材)
64 凹部空間

Claims (9)

  1. スタッダブルタイヤのスタッドピン取付用孔に取り付けられるスタッドピンであって、
    路面と接触する先端部と、
    前記先端部が突出するように固定され、前記スタッドピン取付用孔に埋め込まれる埋設基部であって、前記先端部の側から前記先端部の側と反対側に延びる埋設基部と、を備え、
    前記埋設基部は、
    基部本体と、
    前記基部本体に対して前記埋設基部の延在方向の周りに相対的に回転するよう前記基部本体に装着された環状部材と、を有することを特徴とするスタッドピン。
  2. 前記基部本体は、前記延在方向に沿って、
    前記先端部が固定されるフランジ状の胴体部と、
    前記先端部から最も離れた前記基部本体の部分に位置し、前記胴体部よりも外径が大きいフランジ状の底部と、
    前記胴体部と前記底部との間に位置し、前記胴体部よりも外径が小さいシャンク部と、を備え、
    前記環状部材は、前記胴体部及び前記シャンク部の少なくともいずれかに装着されている、請求項1に記載のスタッドピン。
  3. 前記環状部材は、前記シャンク部の周りの前記胴体部と前記底部とに囲まれた凹部空間に配置されている、請求項2に記載のスタッドピン。
  4. 前記環状部材は、前記環状部材の外周側面から外周側に突出する突出部を有している、請求項1から3のいずれか1項に記載のスタッドピン。
  5. 前記環状部材は、前記埋設基部の延在方向を螺旋軸として螺旋状に延びる形状を有している、請求項1から4のいずれか1項に記載のスタッドピン。
  6. 前記埋設基部の延在方向に沿った前記環状部材の長さは、前記埋設基部の延在方向長さの20〜40%の長さである、請求項1から5のいずれか1項に記載のスタッドピン。
  7. 前記環状部材を第1の環状部材というとき、前記埋設基部は、さらに、前記基部本体に対して前記埋設基部の延在方向の周りに相対的に回転するよう前記基部本体に装着された1又は複数の第2の環状部材を有している、請求項1から6のいずれか1項に記載のスタッドピン。
  8. 前記埋設基部の延在方向に沿った前記第1環状部材の長さと前記第2の環状部材の長さの合計は、前記埋設基部の延在方向長さの20〜40%の長さである、請求項7に記載のスタッドピン。
  9. 請求項1から8のいずれか1項に記載のスタッドピンと、
    前記スタッドピンが取り付けられるスタッドピン取付用孔を有するスタッダブルタイヤと、を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
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