JP7035778B2 - スタッドピン、および空気入りタイヤ - Google Patents

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、を有し、
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、前記胴体部に装着されていることを特徴とする。
本発明の別の一態様は、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、前記スタッドピン取付用孔の壁面に拘束されるよう前記スタッドピン取付用孔内に配置される環状部材と、を有し、
前記基部本体は、前記壁面及び前記壁面に拘束された前記環状部材に対し相対的に回転可能であり、
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、前記シャンク部に装着され、
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、前記延在方向と平行な前記埋設基部の中心軸線から離れる側に開放された凹部空間に配置されている、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。

前記先端部は、前記先端部の側に位置する前記埋設基部の端面に設けられた孔に埋め込ま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。

本発明の別の一態様は、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、を有し、
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を特徴とする。

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。

本発明の別の一態様は、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、
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、を有し、
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％の長さであることを特徴とする。

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。

本発明の別の一態様は、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第１の環状部材と、
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１又は複数の第２の環状部材と、を有し、
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％の長さであることを特徴とする。

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。
前記スタッドピンは、前記スタッドピンの環状部材が前記スタッドピン取付用孔の壁面に当接するよう、前記スタッドピン取付用孔に埋め込まれ、
前記スタッドピンの基部本体は、前記壁面及び前記壁面に拘束された前記環状部材に対し回転可能であることが好ましい。

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。

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 (10)

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、を有し、
   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、前記胴体部に装着されている、ことを特徴とするスタッドピン。
2. 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、前記スタッドピン取付用孔の壁面に拘束されるよう前記スタッドピン取付用孔内に配置される環状部材と、を有し、
   前記基部本体は、前記壁面及び前記壁面に拘束された前記環状部材に対し相対的に回転可能であり、
   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、前記シャンク部に装着され、
   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、前記延在方向と平行な前記埋設基部の中心軸線から離れる側に開放された凹部空間に配置されている、ことを特徴とするスタッドピン。
3. 前記先端部は、前記先端部の側に位置する前記埋設基部の端面に設けられた孔に埋め込まれている、請求項１又は２に記載のスタッドピン。
4. 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、を有し、
   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、ことを特徴とするスタッドピン。
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. 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、を有し、
   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、ことを特徴とするスタッドピン。
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. 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第１の環状部材と、
   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１又は複数の第２の環状部材と、を有し、
   前記埋設基部の延在方向に沿った前記第１の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、ことを特徴とするスタッドピン。
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。
10. 前記スタッドピンは、前記スタッドピンの環状部材が前記スタッドピン取付用孔の壁面に当接するよう、前記スタッドピン取付用孔に埋め込まれ、
    前記スタッドピンの基部本体は、前記壁面及び前記壁面に拘束された前記環状部材に対し回転可能である、請求項９に記載の空気入りタイヤ。

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