JP2023089501A - スタッドタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】スタッドタイヤにおいて、走破性および制動性を極力長い期間維持しつつも、ピン穴の内底面の摩耗を低減する。
【解決手段】スタッドタイヤ５０は、複数のピン穴１２を有するタイヤ１０と、ピン穴１２に取り付けられて先端部がピン穴１２から突出する複数のスタッドピン２０と、を有する。スタッドピン２０は、側方に突出する台座２３を有する。ピン穴１２は、台座２３と係合する凹部１３を有する。スタッドタイヤ５０は、スタッドピン２０の基端面とピン穴１２の内底面との間に、タイヤ１０における内底面を構成する部分１２ｓよりも硬度の低い非発泡体４０を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両で雪道等を走行するためのスタッドタイヤに関する。

スタッドタイヤの多くは、複数のピン穴を有するタイヤと、各ピン穴に取り付けられて先端部がピン穴から突出するスタッドピンとを有する（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６１－２３２９０４号公報

スタッドタイヤによれば、雪道を走行する際にスタッドピンの先端部が雪面に突き刺さることにより、雪面に対するタイヤのスリップを防止できる。しかしながら、走行時には、ピン穴内においてスタッドピンが振れて、スタッドピンの基端面がピン穴の内底面を擦ることにより、ピン穴の内底面が摩耗してしまうおそれがある。また、スタッドタイヤによる走破性および制動性については、極力長い期間、低下することなく維持されることが望まれる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スタッドタイヤにおいて、走破性および制動性を極力長い期間維持しつつも、ピン穴の内底面の摩耗を低減することを目的とする。

本発明者らは、スタッドピンの基端面とピン穴の内底面との間に、ピン穴の内底面よりも硬度の低い非発泡体を設ければ、上記目的を達成できることを見出し、本発明に至った。本発明は、次の（１）～（３）のスタッドタイヤである。

（１）複数のピン穴を有するタイヤと、前記ピン穴に取り付けられて先端部が前記ピン穴から突出する複数のスタッドピンと、を有するスタッドタイヤであって、
前記スタッドピンは、側方に突出する台座を有し、
前記ピン穴は、前記台座と係合する凹部を有し、
前記スタッドピンの基端面と前記ピン穴の内底面との間に、前記タイヤにおける前記内底面を構成する部分よりも硬度の低い非発泡体を有するスタッドタイヤ。

（２）前記台座における前記スタッドピンの先端側の端部である台座先端部の外径よりも、前記台座における前記スタッドピンの基端側の端部である台座基端部の外径の方が小さく、
前記非発泡体は、円柱状の形状をしており、
前記非発泡体の外径は、前記台座基端部の外径よりも大きく、且つ前記台座先端部の外径よりも小さい、前記（１）に記載のスタッドタイヤ。

（３）前記非発泡体の硬度は、前記タイヤにおける前記ピン穴の底面を構成する部分の硬度よりも１５ポイント以上低い、前記（１）又は（２）に記載のスタッドタイヤ。

本発明によれば、非発泡体が削れることにより、台座と凹部との係合が弱まり、スタッドピンがピン穴から抜ける。それにより、スタッドタイヤの走破性および制動性を極力長い期間維持しつつも、ピン穴の内底面の摩耗を低減することができる。

第１実施形態のスタッドタイヤの一部分を示す分解側面断面図である。 スタッドタイヤの一部分を示す側面断面図である。 非発泡体が削れた際のスタッドタイヤを示す側面断面図である。 スタッドピンが抜け落ちた際のスタッドタイヤを示す側面断面図である。 変更例のスタッドタイヤを示す側面断面図である。 スタッドピンを、先端側から見た平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のスタッドタイヤ５０の一部分を示す分解側面断面図である。スタッドタイヤ５０は、車両に取り付けられるタイヤ１０と、タイヤ１０に取り付けられる複数本のスタッドピン２０と、スタッドピン２０毎に設けられた非発泡ゴム４０とを有する。以下、タイヤ１０の径方向を「タイヤ径方向」という。

タイヤ１０は、トレッドに、ベース層１０ｂとキャップ層１０ａとを有する。キャップ層１０ａは、ベース層１０ｂよりもタイヤ径方向外側に位置しており、ベース層１０ｂよりも耐久性および硬度が高い。

キャップ層１０ａは、スタッドピン２０を埋め込むためのピン穴１２を有する。ピン穴１２は、キャップ層１０ａの外周面であるトレッド面から、タイヤ径方向内側に延在している。ピン穴１２は、底部に、側方に突出する凹部１３を有する。

以下、スタッドピン２０の先端側を「ピン先端側」といい、スタッドピン２０の基端側を「ピン基端側」という。スタッドピン２０の本数は、スタッドタイヤ５０に要求される走破性、制動性等に合わせて、適宜、例えば５０本以上、１００本以上、１５０本以上等の任意の本数に設定すればよい。

各スタッドピン２０は、ピン先端側に開口する有底筒状のシャンク２０ｂと、シャンク２０ｂに挿入されて先端部がシャンク２０ｂから突出している円柱状のチップ２０ａとを有する。シャンク２０ｂは、例えばアルミニウムからなり、チップ２０ａは、例えばタングステンからなる。

シャンク２０ｂは、先端側から順に、大径部２１と小径部２２と台座２３とを有する。大径部２１の外径φ１は、小径部２２の外径φ２よりも大きい。

台座２３は、ピン先端側からピン基端側に進むに従い縮径するテーパ状の形状をしている。よって、台座２３におけるピン先端側の端部である台座先端部２３ａの外径φ３ａよりも、台座２３におけるピン基端側の端部である台座基端部２３ｂの外径φ３ｂの方が小さい。台座先端部２３ａの外径φ３ａは、大径部２１の外径φ１よりも大きい。

非発泡ゴム４０は、発泡体ではない非発泡体のゴムであって、円柱状の形状をしている。非発泡ゴム４０の外径φ４は、台座基端部２３ｂの外径φ３ｂよりも大きく、且つ台座先端部２３ａの外径φ３ａよりも小さい。非発泡ゴム４０は、スタッドタイヤ５０の新品時の状態においては、スタッドピン２０の基端面に接着剤等により接着されている。

以下、キャップ層１０ａにおけるピン穴１２の内底面を構成する部分を、「ピン穴内底部１２ｓ」という。非発泡ゴム４０の硬度は、３０～４５ポイント程度であり、ピン穴内底部１２ｓを含むキャップ層１０ａの硬度は、５０～６０ポイント程度である。そのことから、非発泡ゴム４０の硬度は、ピン穴内底部１２ｓの硬度よりも低い。具体的には、非発泡ゴム４０の硬度は、ピン穴内底部１２ｓの硬度よりも、１５ポイント以上低いことが好ましく、２０ポイント以上低いことがより好ましい。なお、本実施形態でいう硬度は、JIS6253のデュロメータタイプＡのゴム測定方法での硬度である。

ピン穴１２にスタッドピン２０および非発泡ゴム４０を埋め込むピン打ちの際には、台座先端部２３ａの外縁によりピン穴１２を径方向外方に押し広げつつ、スタッドピン２０をピン穴１２に押し込んでいく。そして、台座２３が凹部１３に係合すると、取り付けが完了する。

以下、凹部１３におけるタイヤ径方向外側の内壁面から、タイヤ径方向内側の内壁面までの長さを、「凹部厚みＴ１」という。また、台座２３における非発泡ゴム４０側とは反対側の端面から、非発泡ゴム４０における台座２３側とは反対側の端面までの長さを、「凸部厚みＴ２」という。

図２は、タイヤ１０にスタッドピン２０が取り付けられた状態を示す側面断面図である。チップ２０ａは、ピン穴１２からタイヤ径方向外方に突出する。つまり、スタッドピン２０の先端部は、タイヤ１０のトレッド面１０ｓからタイヤ径方向外方に突出する。

凸部厚みＴ２は、スタッドタイヤ５０の新品時点において、凹部厚みＴ１と略同じかそれ以上である。走行時には、ピン穴１２内においてスタッドピン２０が振れることにより、非発泡ゴム４０が徐々に削られる。それにより、凸部厚みＴ２は、徐々に小さくなる。

具体的には、まず、当該振れにより、スタッドピン２０と非発泡ゴム４０との接着が外れる。その後、更なる振れによるスタッドピン２０の基端面と非発泡ゴム４０と間の摩擦により、非発泡ゴム４０がスタッドピン２０側から徐々に削れていく。これにより、前述の通り、凸部厚みＴ２が徐々に小さくなる。

図３は、非発泡ゴム４０がある程度削れた状態を示す側面断面図である。なお、この図３では、視認性のため、非発泡ゴム４０の摩耗、つまり凸部厚みＴ２の減少、を大袈裟に示している。凸部厚みＴ２が凹部厚みＴ１よりも小さくなること等により、台座２３と凹部１３との係合が弱まり、スタッドピン２０がピン穴１２から抜け落ちる。

図４は、タイヤ１０からスタッドピン２０が抜け落ちた状態を示す側面断面図である。スタッドピン２０が抜けた部分は、ノーマルタイヤと同様の状態となる。

以下に本実施形態の効果をまとめる。車両の走行時に、ピン穴１２内においてスタッドピン２０が振れた際には、ピン穴内底部１２ｓの硬度よりも非発泡ゴム４０の硬度の方が低いため、非発泡ゴムが優先的に摩耗する。そのため、ピン穴内底部１２ｓが保護される。そして、非発泡ゴム４０が削れることにより、台座２３と凹部１３との係合が弱くなると、スタッドピン２０がピン穴１２から抜ける。そのため、非発泡ゴム４０が削れてなくなってもスタッドピン２０がピン穴１２に保持され続けることにより、ピン穴内底部１２ｓまでもがスタッドピン２０の基端面との摩擦により損傷してしまう、といった弊害を抑制できる。

なお、スタッドタイヤ５０は、スタッドピン２０が抜けた分だけ、走破性および制動性は低下するが、何十本や何百本あるスタッドピン２０うちの１本であるため、それにより劇的に、走破性や制動性が低下するものではない。そのため、当該低下によるデメリットよりも、ピン穴内底部１２ｓの損傷を抑制できるメリットの方が大きい。ドライバは、ある程度の本数、スタッドピン２０が抜けた時点で、スタッドタイヤ５０の交換を検討するか、ノーマルタイヤとしての使用を検討すればよい。

また、非発泡ゴム４０は、発泡体に比べて繰り返しひずみに強い。そのため、あまり削れていないのに、繰り返しひずみによりゴムが弱ってスタッドピン２０が抜けてしまう、といった弊害を抑制できる。そのため、非発泡ゴム４０が十分に残っている限りは、スタッドピン２０を極力長い期間タイヤ１０に保持して、スタッドタイヤ５０の走破性および制動性を極力長い期間維持することができる。

また、非発泡ゴム４０の外径φ４は、台座基端部２３ｂの外径φ３ｂよりも大きいため、台座基端部２３ｂの外縁がピン穴１２の内底面に接触するのをより確実に抑制できる。

また、非発泡ゴムの外径φ４は、台座先端部２３ａの外径φ３ａよりも小さいため、台座先端部２３ａと凹部１３との係合を非発泡ゴム４０の外縁部により妨げてしまうといった弊害を抑制できる。そのことから、非発泡ゴム４０の厚みが十分残っている限りは、スタッドピン２０がピン穴１２にしっかりと保持され易くなり、上記の構成、すなわち、非発泡ゴム４０が削れることにより、台座２３と凹部１３との係合が弱まり、スタッドピン２０がピン穴１２から抜ける構成、を達成し易くなる。

しかも、ピン打ちの際には、非発泡ゴム４０よりも変形し難い台座先端部２３ａを機械等により保持できる。そのため、ピン打ちの精度を確保し易くなる。しかも、ピン打ちの際には、変形し難い台座先端部２３ａの外縁により、ピン穴１２を径方向外方に押し広げつつ、スタッドピン２０をピン穴１２に押し込んでいくことができる。

［他の実施形態］
以上の実施形態は、例えば次のように変更できる。チップ２０ａの形状が、略円筒形以外の形状の場合に、より走破性および制動性を発揮できる場合等には、チップ２０ａの形状を、略円筒形以外の形状にしてもよい。具体的には、例えば図５および図６に示す変更例の場合のように、ピン先端側から見た平面視において、チップ２０ａの形状を５角形にしてもよい。

１０ タイヤ
１２ ピン穴
１２ｓ ピン穴内底部
１３ 凹部
２０ スタッドピン
２３ 台座
２３ａ 台座先端部
２３ｂ 台座基端部
４０ 非発泡ゴム
５０ スタッドタイヤ
φ３ａ 台座先端部の外径
φ３ｂ 台座基端部の外径
φ４ 非発泡ゴムの外径

Claims (3)

1. 複数のピン穴を有するタイヤと、前記ピン穴に取り付けられて先端部が前記ピン穴から突出する複数のスタッドピンと、を有するスタッドタイヤであって、
   前記スタッドピンは、側方に突出する台座を有し、
   前記ピン穴は、前記台座と係合する凹部を有し、
   前記スタッドピンの基端面と前記ピン穴の内底面との間に、前記タイヤにおける前記内底面を構成する部分よりも硬度の低い非発泡体を有するスタッドタイヤ。
2. 前記台座における前記スタッドピンの先端側の端部である台座先端部の外径よりも、前記台座における前記スタッドピンの基端側の端部である台座基端部の外径の方が小さく、
   前記非発泡体は、円柱状の形状をしており、
   前記非発泡体の外径は、前記台座基端部の外径よりも大きく、且つ前記台座先端部の外径よりも小さい、請求項１に記載のスタッドタイヤ。
3. 前記非発泡体の硬度は、前記タイヤにおける前記ピン穴の底面を構成する部分の硬度よりも１５ポイント以上低い、請求項１又は２に記載のスタッドタイヤ。

Images