JP5447027B2

JP5447027B2 - 空気入りスタッドタイヤ

Info

Publication number: JP5447027B2
Application number: JP2010055621A
Authority: JP
Inventors: 敬介中崎
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2030-03-12
Also published as: JP2011189784A

Description

本発明は、タイヤの踏面にスタッドピンが植設された空気入りスタッドタイヤに関し、さらに詳細には、スタッドピンの抜け防止を図る上で有利な空気入りスタッドタイヤに関する。

従来、氷雪路面での走行性能を向上するため、タイヤの踏面にスタッドピンを植設した空気入りスタッドタイヤが知られている。
空気入りスタッドタイヤでは、制駆動時やコーナーリング時でのタイヤの変形などによりスタッドピンの保持力が低下する。そして、保持力が低下した箇所ではスタッドピンの動きが大きくなり、スタッドピン周りのゴムの摩耗が早く進み、スタッドピンが早期に抜けるという問題があった。
そこで、本出願人は、スタッドピンの抜け防止を図る上で有利な空気入りスタッドタイヤを提供している（特許文献１）。

特開２００８−２０７７４３

先の出願は、電磁誘導加熱により、トレッド部に植設されたスタッドピン全長にわたる周りの周囲ゴム部を、この周囲ゴム部を囲む他のゴム部よりも高い硬度で形成したものである。
このような先の出願によれば、スタッドピンの抜け防止を図る上で有利となる。
しかしながら、先の出願では、タイヤを収容するに足る大きさの電磁誘導加熱装置が必要となることから、空気入りスタッドタイヤのコストダウンを図る上で不利があった。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、コストダウンを図りつつスタッドピンの抜け防止を図る上で有利な空気入りスタッドタイヤを提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、トレッド部が、アンダートレッド層と、前記アンダートレッド層よりも硬度の低いゴムからなり前記アンダートレッド層に積層され踏面を構成するキャップゴム層とを備え、前記踏面にスタッドピンが植設され、前記スタッドピンは、前記踏面に植設された本体軸部と、前記本体軸部に連結され前記踏面から露出する突出軸部とを有し、前記本体軸部の長手方向で前記突出軸部と反対側の端部は、前記アンダートレッド層に埋め込まれている空気入りスタッドタイヤであって、前記キャップゴム層を構成するゴムよりもＪＩＳＫ６２５３のＡタイプデュロメータで測定した硬度で５〜１０高いゴムからなり前記本体軸部の長さよりも短い寸法の厚さの高硬度ゴム層が、該高硬度ゴム層の厚さ方向の一方の面が前記踏面寄りに位置するように前記キャップゴム層に埋め込まれ、前記踏面寄りの前記本体軸部の部分は、前記高硬度ゴム層を貫通し前記高硬度ゴム層で保持されている。

本発明では、本体軸部の基端がアンダートレッド層で保持され、突出軸部の基端となる本体軸部の部分が高硬度ゴム層で保持されるので、トレッド部におけるスタッドピンの締め付けを強化でき、スタッドピン周りのゴムの摩耗を抑制することでスタッドピンの抜け防止を図る上で有利となる。
また、加硫前において高硬度ゴム層をグリーンタイヤのキャップゴム層の周面に貼り付け、この状態で金型を用いた加硫工程を行なうことで、キャップゴム層に埋め込まれた高硬度ゴム層を簡単に形成でき、したがって、タイヤを収容するに足る大きさの電磁誘導加熱装置は不要となり、空気入りスタッドタイヤのコストダウンを図る上で有利となる。

空気入りスタッドタイヤの軸方向断面図である。空気入りスタッドタイヤのスタッドピン部分の拡大断面図である。空気入りスタッドタイヤのスタッドピン部分の平面図である。空気入りスタッドタイヤの軸方向断面図である。空気入りスタッドタイヤのスタッドピン部分の平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、空気入りスタッドタイヤ１０は、トレッド部１２と、トレッド部１２の両端からタイヤ半径方向内側に延びるサイドウォール部１４と、サイドウォール部１４のタイヤ半径方向の内端に位置するビード部（不図示）とを有している。
さらに、空気入りタイヤは、トレッド部１２からサイドウォール部１４を通りビード部のビードコアで折り返される２枚のカーカスプライ１６Ａ、１６Ｂからなるカーカス層１６と、トレッド部１２の内部でカーカスの半径方向外側に設けられた３枚のベルトプライ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃからなるベルト層１８とを有している。
トレッド部１２の踏面１２Ａには、タイヤ周方向に延在する複数の縦溝１２Ｂと、この縦溝の延在方向と交差する方向に延在する複数の横溝が形成され、それら縦溝１２Ｂと横溝により複数のブロックが形成され、ブロック（トレッド部１２）の踏面１２Ａに多数のスタッドピン２２が互いに間隔をおいて植設されている。
なお、図１において符号はインナライナー２４を示す。

トレッド部１２は、ベルト層１８の上に積層されたアンダートレッド層２６と、アンダートレッド層２６上に積層されたキャップゴム層２８と、複数の高硬度ゴム層３２とを備えている。
スタッドピン２２は、タイヤ周方向およびタイヤ幅方向に間隔をおき、それぞれ高硬度ゴム層３２を貫通して踏面１２Ａに多数植設されている。
キャップゴム層２８を構成するゴムは、例えば、２０℃の雰囲気のもとＪＩＳＫ６２５３のＡタイプデュロメータで測定した硬度で５０〜６０である。
アンダートレッド層２６を構成するゴムは、キャップゴム層２８を構成するゴムよりもＪＩＳＫ６２５３のＡタイプデュロメータで測定した硬度で５〜１０高い。
また、高硬度ゴム層３２を構成するゴムは、キャップゴム層２８を構成するゴムよりもＪＩＳＫ６２５３のＡタイプデュロメータで測定した硬度で５〜１０高い。
高硬度ゴム層３２を構成するゴムの硬度を規定するのは、高硬度ゴム層３２を構成するゴムが、キャップゴム層２８を構成するゴムよりも前記硬度で５未満高い場合には、スタッドピン２２の動きの抑制効果が少なく、また、前記硬度で１０よりも高いと、スタッドピン２２の保持力は向上するものの、氷上性能の低下が著しくなるためである。

高硬度ゴム層３２は、該補強ゴム板の厚さ方向の一方の面が踏面１２Ａ寄りに位置するようにキャップゴム層２８に埋め込まれている。本実施の形態では、高硬度ゴム層３２の厚さ方向の一方の面が踏面１２Ａを構成している。
高硬度ゴム層３２は、タイヤの幅方向に間隔をおいてタイヤの周方向に連続させて帯状に複数設けられている。
このような高硬度ゴム層３２は、加硫前において帯状の高硬度ゴム層３２をグリーンタイヤのキャップゴム層２８の周面に貼り付け、この状態で金型を用いた加硫工程を行なうことで簡単に形成できる。
なお、スタッドピン２２の踏面１２Ａへの植設は、踏面１２Ａに形成された孔にスタッドピン２２を押し込むことでなされるが、この孔は、加硫時に形成しておいてもよく、あるいは、加硫後に形成してもよい。

図２に示すように、高硬度ゴム層３２の厚さＴは、２〜４ｍｍである。
高硬度ゴム層３２の厚さＴが２ｍｍ未満であると、踏面１２Ａにおけるスタッドピン２２の保持力が不十分となり、スタッドピン２２の動きの抑制効果が少ない。
一方、タイヤ全体の摩耗が進行するにつれて、ブロックの剛性が向上するため、ブロック自体のスタッドピン保持力は向上する。そのため、高硬度ゴム層３２が必要である期間は摩耗中期までである。また、摩耗によって溝やサイプの深さは浅くなり、氷上性能は低下する。以上の理由から、摩耗中期以降は氷上性能の保持のため、高硬度ゴム層３２の厚さＴは４ｍｍ以下であることが好ましい。
図２、図３に示すように、高硬度ゴム層３２は、その外縁３２Ａが高硬度ゴム層３２を貫通するスタッドピン部分の周面よりも３ｍｍ以上離れる寸法で形成されている。３ｍｍ未満であると、スタッドピン２２の保持が不十分となり、スタッドピン２２の動きの抑制効果が少なくなるためである。

スタッドピン２２は、踏面１２Ａに植設された本体軸部２２０２と、本体軸部２２０２と同軸上で本体軸部２２０２の端部に連結され踏面１２Ａから露出する突出軸部２２０４とを有している。
スタッドピン２２には、従来公知の様々な材料が使用可能である。
本体軸部２２０２は、帯状の高硬度ゴム層３２の幅方向の中央を貫通しており、本体軸部２２０２の長手方向で突出軸部２２０４と反対側の端部は、アンダートレッド層２６に埋め込まれている。
突出軸部２２０４は本体軸部２２０２よりも小さい断面形状で形成され、本実施の形態では円柱状を呈している。
アンダートレッド層２６に植設された本体軸部２２０２の端部は、アンダートレッド層２６に接するキャップゴム層２８の部分に位置する本体軸部２２０２の箇所よりも大きい断面形状で形成されている。
本実施の形態では、本体軸部２２０２は、高硬度ゴム層３２とこの高硬度ゴム層３２寄りに位置するキャップゴム層２８の部分に貫通された大径軸部２２１２と、この大径軸部２２１２に続く小径軸部２２１４と、この小径軸部２２１４に続き大径軸部２２１２よりも大きい外径のフランジ部２２１６とを有し、フランジ部２２１６がアンダートレッド層２６に埋め込まれている。
したがって、スタッドピン２２の本体軸部２２０２は、大径軸部２２１２の踏面１２Ａ寄りの箇所が高硬度ゴム層３２で保持され、大径軸部２２１２の小径軸部２２１４寄りの部分と小径軸部２２１４とがキャップゴム層２８で保持され、フランジ部２２１６がアンダートレッド層２６で保持されている。

本実施の形態によれば、スタッドピン２２の基端がアンダートレッド層２６で保持され、踏面１２Ａにおいて突出軸部２２０４の基端となるスタッドピン２２の部分が高硬度ゴム層３２で保持されるので、トレッド部１２におけるスタッドピン２２の締め付けを強化できる。
したがって、駆動時やコーナーリング時におけるスタッドピン２２の動きを抑制し、スタッドピン２２周りのゴムの摩耗を抑制することでスタッドピン２２の抜け防止を図る上で極めて有利となる。
また、加硫前において帯状の高硬度ゴム層３２をグリーンタイヤのキャップゴム層２８の周面に貼り付け、この状態で金型を用いた加硫工程を行なうことで、実施の形態のようにキャップゴム層２８に埋め込まれた高硬度ゴム層３２を簡単に形成できる。
したがって、タイヤを収容するに足る大きさの電磁誘導加熱装置は不要となり、空気入りスタッドタイヤ１０のコストダウンを図る上で有利となる。

本実施の形態の実施例を表１を参照して説明する。

１００００ｋｍ走行後のスタッドピン抜け本数比率を指数化して「スタッドピン抜け」の欄に表示し、また、４０−０ｋｍ／ｈの制動距離を指数化して「氷上制動」の欄に表示した。
用いたスタッドピンの総数は、タイヤ１本当たり１３０本とした。
タイヤサイズは２０５／５５Ｒ１６とし、車両を２０００ｃｃクラスＦＦ車とした。
従来例では、トレッド部１２が、ベルト層１８の上に積層されたアンダートレッド層２６と、アンダートレッド層２６上に積層されたキャップゴム層２８とを備えている。
実施例では、トレッド部１２が、ベルト層１８の上に積層されたアンダートレッド層２６と、アンダートレッド層２６上に積層されたキャップゴム層２８と、タイヤの幅方向に間隔をおいてタイヤの周方向に連続する複数の高硬度ゴム層３２とを備えている。
この場合、アンダートレッド層２６および高硬度ゴム層３２を構成するゴムは、キャップゴム層２８を構成するゴムよりもＪＩＳＫ６２５３のＡタイプデュロメータで測定した硬度で５高く、また、高硬度ゴム層３２はその両外縁３２Ａが、踏面１２Ａに植設されたスタッドピン部分の周面よりも３ｍｍ離れる寸法で形成され、高硬度ゴム層３２の厚さは２ｍｍとした。
表１から、高硬度ゴム層３２を設けた空気入りスタッドタイヤ１０では、高硬度ゴム層３２を設けない従来例に比べ、スタッドピン２２の抜けの本数が顕著に減少しており、したがって、本発明によれば、スタッドピン２２の抜け防止を図る上で極めて有利となることが明らかである。

なお、実施の形態では、高硬度ゴム層３２を、タイヤの幅方向に間隔をおいてタイヤの周方向に連続させて設けたが、図４に示すように、高硬度ゴム層３２を、タイヤの周方向に間隔をおいてタイヤの幅方向に延在させた帯状に設けてもよい。
図４に示す例では、スタッドピン２２を植設する領域のみに高硬度ゴム層３２を設ける関係上、タイヤ幅方向の中央部を除いた両側部分にそれぞれ高硬度ゴム層３２を延在させている。
この場合にも、本体軸部２２０２は、帯状の高硬度ゴム層３２の幅方向の中央を貫通し、本体軸部２２０２の長手方向で突出軸部２２０４と反対側の端部は、アンダートレッド層２６に埋め込まれる。
また、図５に示すように、高硬度ゴム層３２を、各スタッドピン２２毎に例えば円板状に設け、高硬度ゴム層３２どうしを互いに切り離してもよい。この場合、本体軸部２２０２は、高硬度ゴム層３２の中央を貫通し、本体軸部２２０２の長手方向で突出軸部２２０４と反対側の端部は、アンダートレッド層２６に埋め込まれる。

１０……空気入りスタッドタイヤ、１２……トレッド部、２２……スタッドピン、２２０２……本体軸部、２２０４……突出軸部、２６……アンダートレッド層、２８……キャップゴム層、３２……高硬度ゴム層。

Claims

トレッド部が、アンダートレッド層と、前記アンダートレッド層よりも硬度の低いゴムからなり前記アンダートレッド層に積層され踏面を構成するキャップゴム層とを備え、
前記踏面にスタッドピンが植設され、
前記スタッドピンは、前記踏面に植設された本体軸部と、前記本体軸部に連結され前記踏面から露出する突出軸部とを有し、
前記本体軸部の長手方向で前記突出軸部と反対側の端部は、前記アンダートレッド層に埋め込まれている空気入りスタッドタイヤであって、
前記キャップゴム層を構成するゴムよりもＪＩＳＫ６２５３のＡタイプデュロメータで測定した硬度で５〜１０高いゴムからなり前記本体軸部の長さよりも短い寸法の厚さの高硬度ゴム層が、該高硬度ゴム層の厚さ方向の一方の面が前記踏面寄りに位置するように前記キャップゴム層に埋め込まれ、
前記踏面寄りの前記本体軸部の部分は、前記高硬度ゴム層を貫通し前記高硬度ゴム層で保持されている、
空気入りスタッドタイヤ。
前記高硬度ゴム層の厚さは、２〜４ｍｍである、
請求項１記載の空気入りスタッドタイヤ。
前記高硬度ゴム層は、その外縁が該高硬度ゴム層を貫通する前記本体軸部の部分の周面よりも３ｍｍ以上離れる寸法で形成されている、
請求項１または２記載の空気入りスタッドタイヤ。
前記突出軸部は前記本体軸部よりも小さい断面形状で形成され、
前記アンダートレッド層に埋め込まれた前記本体軸部の端部は、前記アンダートレッド層に接する前記キャップゴム層の部分に位置する前記本体軸部の箇所よりも大きい断面形状で形成されている、
請求項１乃至３に何れか１項記載の空気入りスタッドタイヤ。
前記高硬度ゴム層は、タイヤ周方向に連続して設けられている、
請求項１乃至４に何れか１項記載の空気入りスタッドタイヤ。
前記高硬度ゴム層は、タイヤ幅方向に延在して設けられている、
請求項１乃至４に何れか１項記載の空気入りスタッドタイヤ。
前記高硬度ゴム層は、前記スタッドピン毎に個別に設けられ、互いに切り離されている、
請求項１乃至４に何れか１項記載の空気入りスタッドタイヤ。