JP7056695B2 - スタッドピン及びそれを備えたタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、スタッドピン及びそれを備えたタイヤに関し、更に詳しくは、ノイズ性能及び耐ピン抜け性の改善を可能にしたスタッドピン及びそれを備えたタイヤに関する。

氷雪路面上での走行性能を改善した空気入りタイヤにおいて、トレッド部にスタッドピンが打ち込まれたスタッドタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。スタッドピンは、タイヤのトレッド部に埋設されるボディ部と、該ボディ部の先端側から突出していて路面と接触するチップ部と、ボディ部の基端側に配置されたフランジ部とを有している。そして、スタッドタイヤの走行時には、主としてスタッドピンのチップ部が氷路面と接触し、そのエッジ効果を発揮することにより、スタッドレスタイヤに比べて優れた氷上性能を発揮することができる。

しかしながら、スタッドピンは金属化合物から構成されるため、スタッドタイヤはスタッドレスタイヤに比べてノイズ性能が劣っている。その一方で、スタッドピンを備えていないスタッドレスタイヤは摩耗の進行に伴ってノイズ性能が悪化するが、スタッドタイヤはスタッドピンの摩耗に伴ってノイズ性能が良化する傾向がある。そのため、スタッドタイヤの新品時におけるノイズ性能を改善することが強く求められている。また、スタッドタイヤでは、走行時にスタッドピンが外れることがあり、耐ピン抜け性を改善することが求められている。

国際公開第ＷＯ２０１８／０７８９４１号

本発明の目的は、ノイズ性能及び耐ピン抜け性を改善することを可能にしたスタッドピン及びそれを備えたタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のスタッドピンは、タイヤのトレッド部に埋設されるボディ部と、該ボディ部の先端側から突出するチップ部と、前記ボディ部の基端側に配置されたフランジ部とを有するスタッドピンにおいて、
前記ボディ部はその中心軸と直交する平面における断面積が該ボディ部の中心軸に沿って変化しており、前記ボディ部の最大幅位置での断面積Ｓａと前記ボディ部の最先端位置での断面積Ｓｂとが０．３０≦Ｓｂ／Ｓａ≦０．８０の関係を満足すると共に、
前記チップ部の先端面は曲面形状を有する膨出部と該膨出部の周囲に配置された平坦部とを有することを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するための本発明のタイヤは、上述のスタッドピンがトレッド部に配設されていることを特徴とするものである。

本発明では、スタッドピンのボディ部はその中心軸と直交する平面における断面積が該ボディ部の中心軸に沿って変化しており、ボディ部の最大幅位置での断面積Ｓａとボディ部の最先端位置での断面積Ｓｂとが０．３０≦Ｓｂ／Ｓａ≦０．８０の関係を満足するので、スタッドピンがタイヤのトレッド部に配設された際に、新品時におけるスタッドピンのボディ部と路面との接触を抑制し、ノイズ性能を改善することができる。また、Ｓｂ／Ｓａの値を上記範囲内に設定した場合、トレッド部に植え込まれたスタッドピンが走行時に外れ難くなるため、耐ピン抜け性を改善することが可能になり、しかもスタッドピンの打ち込み精度を良好に維持することができる。

本発明において、ボディ部の外周面に、ボディ部の中心軸に向かって窪んだ少なくとも１つの凹部と該凹部の両側に位置する一対の凸部とが形成されていることが好ましい。この場合、ボディ部の外周面に形成された凹部がトレッド部の植え込み穴に対して密着した際にボディ部とゴムとの接触面積が大きくなるため、スタッドピンが良好に保持される。更に、凹部の両側に位置する一対の凸部ではボディ部とゴムとの接触圧が高くなるため、スタッドピンが良好に保持される。これにより、耐ピン抜け性を改善することができる。また、ボディ部の外周面に凹部と凸部を設けた場合、ボディ部が路面に対して同時に接触する部分の面積が減少するため、このような構造はノイズ性能の改善にも寄与する。特に、凹部と凸部をタイヤ周方向（車両の進行方向）に向けて配置した場合、ノイズ性能の改善効果が顕著に得られる。

ボディ部は中心軸方向に見たときの形状が長手方向を有し、上記凸部が長手方向と直交する短手方向に向かって凸となるように配置されていることが好ましい。つまり、凹部がボディ部の長手方向に沿って延在するので、ボディ部とゴムとの接触面積を効果的に増加させ、耐ピン抜け性を改善することができる。特に、ボディ部の短手方向をタイヤ周方向（車両の進行方向）と一致させた場合、ボディ部の路面との接触端線が凹部により湾曲するため、ノイズ性能の改善効果が顕著に得られる。

ボディ部の最大幅位置での最大幅ＷＢ１とチップ部の最大幅ＷＰ１とボディ部の最先端位置での最大幅ＷＣ１はＷＢ１＞ＷＣ１＞ＷＰ１、０．３０≦ＷＰ１／ＷＢ１≦０．６０、０．５０≦ＷＣ１／ＷＢ１≦０．８０の関係を満足することが好ましい。ボディ部の最大幅位置での最大幅ＷＢ１とチップ部の最大幅ＷＰ１とボディ部の最先端位置での最大幅ＷＣ１を上記関係にすることにより、氷上性能を良好に維持しながら、ノイズ性能及び耐ピン抜け性を改善することができる。

ボディ部の断面積が最大となる断面を含む平面をＡとし、平面Ａよりも先端側であってボディ部の断面積が最少となる断面を含む平面をＢとしたとき、ボディ部は、平面Ａにおけるボディ部の輪郭線上の任意の点ａとボディ部の中心軸との距離Ｌａと、平面Ｂにおけるボディ部の輪郭線上の点であって点ａに対応する位置にある点ｂとボディ部の中心軸との距離Ｌｂとが０≦（Ｌａ－Ｌｂ）／Ｌａ≦０．１となる垂直領域を有することが好ましい。このような垂直領域を設けた場合、ボディ部の中心軸に沿って垂直領域に対してゴムが一様に接触するようになるため、耐ピン抜け性を効果的に改善することができる。

また、ボディ部は中心軸方向に見たときの形状が長手方向を有し、垂直領域が長手方向と直交する短手方向に配置されていることが好ましい。この場合、Ｓｂ／Ｓａの設定に基づいてボディ部の長手方向には傾斜面が形成され、ボディ部の短手方向には傾斜面が存在しない構造となる。このようにボディ部の長手方向には傾斜面が存在することで軽量化やノイズ性能を効果的に改善し、ボディ部の短手方向に垂直領域が存在することで耐ピン抜け性を効果的に改善することができる。

ボディ部は中心軸方向に見たときの形状が長手方向を有し、長手方向と直交する短手方向に沿って測定されるボディ部の寸法の最小値ＷＢ２及び最大値ＷＢ３が１．０５≦ＷＢ３／ＷＢ２≦１．３０の関係を満足することが好ましい。これにより、耐ピン抜け性とノイズ性能をバランス良く改善することができる。

ボディ部は最大幅位置と最先端位置との間に該ボディ部の中心軸と直交する平面に対する傾斜角度が異なる複数の傾斜面を有することが好ましい。ボディ部の最大幅位置と最先端位置との間に傾斜角度が異なる複数の傾斜面を設けることにより、ボディ部の路面に対して同時に接触する部分の面積が減少するため、ノイズ性能を効果的に改善することができる。

また、ボディ部は中心軸方向に見たときの形状が長手方向を有し、ボディ部の外周面に該ボディ部の中心軸に向かって窪んだ２つの凹部と各凹部の両側に位置する一対の凸部とが形成され、これら凸部が長手方向と直交する短手方向に向かって凸となるように配置され、ボディ部の最大幅位置と最先端位置との間に複数の傾斜面が形成され、複数の傾斜面が短手方向に沿って配置されていることが好ましい。このような構造を採用することにより、耐ピン抜け性とノイズ性能をバランス良く改善することができる。

チップ部の先端面は曲面形状を有する膨出部と該膨出部の周囲に配置された平坦部とを有することが好ましい。チップ部の先端面に曲面形状を有する膨出部を設けることにより、路面接触時のノイズを低減し、更に平坦部を組み合わせることにより、ノイズの周波数の分散効果が得られるので、ノイズ性能を効果的に改善することができる。

上述のように構成されるスタッドピンがトレッド部に配設されたタイヤによれば、ノイズ性能及び耐ピン抜け性を従来よりも改善することができる。

本発明のタイヤにおいて、ボディ部は最大幅位置と最先端位置との間に該ボディ部の中心軸と直交する平面に対する傾斜角度が異なる複数の傾斜面を有し、踏み込み側に向かって傾斜する傾斜面の傾斜角度が蹴り出し側に向かって傾斜する傾斜面の傾斜角度よりも大きいことが好ましい。このような配置を採用することにより、路面接触時のノイズを低減すると共に、ノイズの周波数の分散効果が高まるので、ノイズ性能を大幅に改善することができる。

本発明のタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましいが、非空気式タイヤであっても良い。空気入りタイヤの場合、その内部には空気、窒素等の不活性ガス又はその他の気体を充填することができる。

本発明の実施形態からなるスタッドピン（参考例）を示す斜視図である。 図１のスタッドピンを示す平面図である。 図１のスタッドピンを示す側面図である。 本発明の他の実施形態からなるスタッドピン（参考例）を示す斜視図である。 図４のスタッドピンを示す平面図である。 図４のスタッドピンを示す側面図である。 本発明の更に他の実施形態からなるスタッドピンを示す平面図である。 図７のスタッドピンを示す側面図である。 本発明の更に他の実施形態からなるスタッドピン（参考例）を示す平面図である。 図９のスタッドピンを示す側面図である。 本発明の空気入りタイヤの一例を示す子午線断面図である。 空気入りタイヤのトレッド部に配設された状態のスタッドピン（参考例）を示す平面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１～図３は本発明の実施形態からなるスタッドピンを示すものである。

図１～図３に示すように、本実施形態のスタッドピンＰは、タイヤのトレッド部に埋設されるボディ部１０と、該ボディ部１０の先端側から突出していて路面と接触するチップ部１１と、ボディ部１０の基端側に配置されたフランジ部１２を備えている。ボディ部１０は、その中心軸Ｘに沿って延長し、その延長方向の中腹部分において最も膨らんだ構造を有している。ボディ部１０の外周面には、ボディ部１０の中心軸Ｘに向かって湾曲しながら窪んだ２つの凹部１３，１３が形成され、各凹部１３の両側の位置にはそれぞれ一対の凸部１４，１４が形成されている。また、ボディ部１０及びフランジ部１２は同一の金属材料から一体的に成形されている。チップ部１１を構成する金属材料はボディ部１０及びフランジ部１２を構成する金属材料よりも高硬度であり、チップ部１１はボディ部１０に対して一体的に加工されている。

上記スタッドピンＰにおいて、ボディ部１０はその中心軸Ｘと直交する平面における断面積が該ボディ部１０の中心軸Ｘに沿って変化しており、ボディ部１０の最大幅位置での断面積Ｓａとボディ部１０の最先端位置での断面積Ｓｂとが０．３０≦Ｓｂ／Ｓａ≦０．８０の関係を満足している。ボディ部１０の最大幅位置とは、ボディ部１０において中心軸Ｘと直交する方向の寸法が最大となる位置である。一方、ボディ部１０の最先端位置とは、ボディ部１０においてチップ部１１側の頂面の位置である。ボディ部１０は、図２に示すように、最大幅位置において最大幅ＷＢ１を有する一方で、最先端位置において最大幅ＷＣ１を有している。そして、図３に示すように、ボディ部１０の最大幅位置に中心軸Ｘと直交する平面Ａを規定し、ボディ部１０の最先端位置に中心軸Ｘと直交する平面Ｂを規定したとき、平面Ａにおけるボディ部１０の断面積Ｓａと平面Ｂにおけるボディ部１０の断面積Ｓｂとが上記関係を満たしている。その結果、ボディ部１０において、最大幅位置と最先端位置との間には、ボディ部１０の中心軸Ｘと直交する平面Ａ，Ｂに対して傾斜する傾斜面１５が形成されている。言い換えれば、ボディ部１０はその中心軸Ｘと直交する平面における断面積が最大幅位置から最先端位置に向かって徐々に減少している。図２において、断面積Ｓａはボディ部１０の輪郭線Ｒａにより囲まれた領域の面積に相当し、断面積Ｓｂはボディ部１０の輪郭線Ｒｂにより囲まれた領域の面積に相当する。

このようにスタッドピンＰにおいて、ボディ部１０はその中心軸Ｘと直交する平面における断面積が該ボディ部１０の中心軸Ｘに沿って変化しており、ボディ部１０の最大幅位置での断面積Ｓａとボディ部１０の最先端位置での断面積Ｓｂとが０．３０≦Ｓｂ／Ｓａ≦０．８０の関係を満足するので、スタッドピンＰがタイヤのトレッド部に配設された際に、新品時におけるスタッドピンＰのボディ部１０と路面との接触を抑制し、ノイズ性能を改善することができる。また、Ｓｂ／Ｓａの値を上記範囲内に設定した場合、トレッド部に植え込まれたスタッドピンＰが走行時に外れ難くなるため、耐ピン抜け性を改善することが可能になり、しかもスタッドピンの打ち込み精度を良好に維持することができる。

ここで、Ｓｂ／Ｓａの値が０．３０よりも小さいとスタッドピンＰの打ち込み精度が極端に悪化し、逆に０．８０よりも大きいとノイズ性能及び耐ピン抜け性の改善効果が得られない。特に、ボディ部１０の最大幅位置での断面積Ｓａとボディ部１０の最先端位置での断面積Ｓｂとは０．４０≦Ｓｂ／Ｓａ≦０．６５の関係を満足することが望ましい。

スタッドピンＰにおいて、ボディ部１０の外周面には、ボディ部１０の中心軸Ｘに向かって窪んだ少なくとも１つの凹部１３と該凹部１３の両側に位置する一対の凸部１４，１４とが形成されている。この場合、ボディ部１０の外周面に形成された凹部１３がトレッド部の植え込み穴に対して密着した際にボディ部１０とゴムとの接触面積が大きくなるため、スタッドピンＰが良好に保持される。その一方で、凹部１３の両側に位置する一対の凸部１４，１４ではボディ部１０とゴムとの接触圧が高くなるため、スタッドピンＰが良好に保持される。これにより、耐ピン抜け性を改善することができる。また、ボディ部１０の外周面に凹部１３と凸部１４を設けた場合、ボディ部１０が路面に対して同時に接触する部分の面積が減少するため、このような構造はノイズ性能の改善にも寄与する。特に、凹部１３と凸部１４をタイヤ周方向（車両の進行方向）に向けて配置した場合、ノイズ性能の改善効果が顕著に得られる。なお、ボディ部１０の外周面における凹部１３の設置数は１つでも、２つでも、それ以上であっても良い。

ボディ部１０の中心軸Ｘの方向に見たときのボディ部１０の形状（図２参照）が長手方向Ｌを有する場合、凸部１４は長手方向Ｌと直交する短手方向Ｓに向かって凸となるように配置されていると良い。つまり、凹部１３がボディ部１０の長手方向Ｌに沿って延在するので、ボディ部１０とゴムとの接触面積を効果的に増加させ、耐ピン抜け性を改善することができる。特に、ボディ部１０の短手方向Ｓをタイヤ周方向（車両の進行方向）と一致させた場合、ボディ部１０の路面との接触端線が凹部１３により湾曲するため、ノイズ性能の改善効果が顕著に得られる。

スタッドピンＰにおいて、ボディ部１０の最大幅位置での最大幅ＷＢ１とチップ部１１の最大幅ＷＰ１とボディ部１０の最先端位置での最大幅ＷＣ１はＷＢ１＞ＷＣ１＞ＷＰ１、０．３０≦ＷＰ１／ＷＢ１≦０．６０、０．５０≦ＷＣ１／ＷＢ１≦０．８０の関係を満足すると良い。ボディ部１０の最大幅位置での最大幅ＷＢ１とチップ部１１の最大幅ＷＰ１とボディ部１０の最先端位置での最大幅ＷＣ１を上記関係にすることにより、氷上性能を良好に維持しながら、ノイズ性能及び耐ピン抜け性を改善することができる。

ここで、ＷＰ１／ＷＢ１の値が０．３０よりも小さいと氷上性能が悪化し、逆に０．６０よりも大きいとノイズ性能の改善効果が低下する。また、ＷＣ１／ＷＢ１の値が０．５０よりも小さいとスタッドピンＰの打ち込み精度が悪化し、逆に０．８０よりも大きいとノイズ性能及び耐ピン抜け性の改善効果が低下する。

スタッドピンＰにおいて、ボディ部１０の断面積が最大となる断面を含む平面をＡとし、平面Ａよりも先端側であってボディ部１０の断面積が最少となる断面を含む平面をＢとしたとき、ボディ部１０は、平面Ａにおけるボディ部１０の輪郭線上の任意の点ａとボディ部１０の中心軸Ｘとの距離Ｌａと、平面Ｂにおけるボディ部１０の輪郭線上の点であって点ａに対応する位置にある点ｂとボディ部１０の中心軸Ｘとの距離Ｌｂとが０≦（Ｌａ－Ｌｂ）／Ｌａ≦０．１となる垂直領域Ｖを有していると良い。点ｂが点ａに対応する位置にあるとは、中心軸Ｘを中心とする点ｂの軸廻りの位相と点ａの軸廻りの位相とが一致することを意味する。

このような垂直領域Ｖはボディ部１０の最先端位置からボディ部１０の基端側に向かって中心軸Ｘに対して概ね平行に延在する壁面を構成し、傾斜面１５を実質的に含まない領域である。垂直領域Ｖを設けた場合、ボディ部１０中心軸Ｘに沿って垂直領域Ｖに対してゴムが一様に接触するようになるため、耐ピン抜け性を効果的に改善することができる。ここで、（Ｌａ－Ｌｂ）／Ｌａの値が０．１よりも大きい領域では耐ピン抜け性の改善効果が低下する。

また、ボディ部１０の中心軸Ｘの方向に見たときのボディ部１０の形状が長手方向Ｌを有する場合、垂直領域Ｖは長手方向Ｌと直交する短手方向Ｓに配置されていると良い。この場合、Ｓｂ／Ｓａの設定に基づいてボディ部１０の長手方向Ｌには傾斜面１５が形成されるが、ボディ部１０の短手方向Ｓには傾斜面１５が存在しない構造となる。このようにボディ部１０の長手方向Ｌには傾斜面１５が存在することで軽量化やノイズ性能を効果的に改善することができ、ボディ部１０の短手方向Ｓに垂直領域Ｖが存在することで耐ピン抜け性を効果的に改善することができる。

スタッドピンＰにおいて、ボディ部１０の中心軸Ｘの方向に見たときのボディ部１０の形状が長手方向Ｌを有する場合、図２に示すように、長手方向Ｌと直交する短手方向Ｓに沿って測定されるボディ部１０の寸法の最小値ＷＢ２及び最大値ＷＢ３が１．０５≦ＷＢ３／ＷＢ２≦１．３０の関係を満足すると良い。これにより、耐ピン抜け性とノイズ性能をバランス良く改善することができる。

ここで、ＷＢ３／ＷＢ２の値が１．０５よりも小さいと耐ピン抜け性及びノイズ性能の改善効果が低下し、逆に１．３０よりも大きいとボディ部１０の形状が歪になるためスタッドピンＰの安定した打ち込み作業が困難になる。特に、長手方向Ｌと直交する短手方向Ｓに沿って測定されるボディ部１０の寸法の最小値ＷＢ２及び最大値ＷＢ３は１．１０≦ＷＢ３／ＷＢ２≦１．２５の関係を満足することが望ましい。

図４～図６は本発明の他の実施形態からなるスタッドピンを示すものである。図４～図６において、図１～図３と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。本実施形態では、ボディ部１０の最大幅位置と最先端位置との間に、ボディ部１０の中心軸Ｘと直交する平面Ａ，Ｂに対して傾斜する複数の傾斜面１５が形成されている。ボディ部１０の中心軸Ｘと直交する平面Ａ，Ｂに対する傾斜面１５の傾斜角度θは例えば３０°～６５°の範囲に設定されている。複数の傾斜面１５の傾斜角度θは同一であっても良く、互いに異なっていても良い。

例えば、傾斜面１５ａ～１５ｆの傾斜角度θａ～θｆを想定した場合、これら全てを同一の値に設定することができる。他の形態として、ボディ部１０の長手方向Ｌの一方側に配置された傾斜面１５ａ～１５ｃの傾斜角度θａ～θｃとボディ部１０の長手方向Ｌの他方側に配置された傾斜面１５ｄ～１５ｆの傾斜角度θｄ～θｆとを互いに異ならせたり、ボディ部１０の短手方向Ｓの中央側に配置された傾斜面１５ｂ，１５ｅの傾斜角度θｂ，θｅとボディ部１０の短手方向Ｓの両端側に配置された傾斜面１５ａ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｆの傾斜角度θａ，θｃ，θｄ，θｆとを互いに異ならせたり、ボディ部１０の短手方向Ｓの一方側に配置された傾斜面１５ａ，１５ｄの傾斜角度θａ，θｄとボディ部１０の短手方向Ｓの他方側に配置された傾斜面１５ｃ，１５ｆの傾斜角度θｃ，θｆとを互いに異ならせたり、ボディ部１０の一方の対角線上に配置された傾斜面１５ａ，１５ｆの傾斜角度θａ，θｆとボディ部１０の他方の対角線上に配置された傾斜面１５ｃ，１５ｄの傾斜角度θｃ，θｄとを互いに異ならせたりすることができる。

特に、ボディ部１０は最大幅位置と最先端位置との間に該ボディ部１０の中心軸Ｘと直交する平面Ａ，Ｂに対する傾斜角度θが異なる複数の傾斜面１５を設けた場合、ボディ部１０の路面に対して同時に接触する部分の面積が減少するため、ノイズ性能を効果的に改善することができる。

また、図４～図６の実施形態では、ボディ部１０は中心軸Ｘの方向に見たときの形状が長手方向Ｌを有し、ボディ部１０の外周面に該ボディ部１０の中心軸Ｘに向かって窪んだ２つの凹部１３と各凹部１３の両側に位置する一対の凸部１４，１４とが形成され、これら凸部１４が長手方向Ｌと直交する短手方向Ｓに向かって凸となるように配置され、ボディ部１０の最大幅位置と最先端位置との間に複数の傾斜面１５が形成され、複数の傾斜面１５が短手方向Ｓに沿って配置されているが、このような構造を採用することにより、耐ピン抜け性とノイズ性能をバランス良く改善することができる。

図７～図８は本発明の更に他の実施形態からなるスタッドピンを示すものである。図７～図８において、図１～図６と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。本実施形態において、チップ部１１の先端面は曲面形状を有する２つの膨出部１６と該膨出部１６の周囲に配置された平坦部１７とを有している。チップ部１１の先端面に曲面形状を有する膨出部１６を設けることにより、路面接触時のノイズを低減し、更に平坦部１７を組み合わせることにより、ノイズの周波数の分散効果が得られるので、ノイズ性能を効果的に改善することができる。チップ部１１の平坦部１７に対する膨出部１６の突出量は特に限定されるものではないが、例えば０．１ｍｍ～０．３ｍｍの範囲に設定すると良い。

上述した図１～図８の各実施形態においては、チップ部１１がボディ部１０の長手方向Ｌに沿って長尺となる形状を有しているが、チップ部１１の形状は特に限定されるものではない。しかしながら、チップ部１１がボディ部１０の長手方向Ｌに沿って長尺となる形状は、氷上性能、ノイズ性能及び耐ピン抜け性の観点からスタッドピンＰにおいて好適である。

図９～図１０は本発明の更に他の実施形態からなるスタッドピンを示すものである。図９～図１０において、図１～図６と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。本実施形態において、チップ部１１は円柱状の構造を有している。このような円柱状のチップ部１１を備えたスタッドピンＰにおいても、ノイズ性能及び耐ピン抜け性を改善することができる。

図１１は本発明の空気入りタイヤの一例を示すものである。図１１に示すように、空気入りタイヤＴは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部２１と、該トレッド部２１の両側に配置された一対のサイドウォール部２２，２２と、これらサイドウォール部２２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部２３，２３とを備えている。

一対のビード部２３，２３間にはカーカス層２４が装架されている。このカーカス層２４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部２３に配置されたビードコア２５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア２５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー２６が配置されている。

一方、トレッド部２１におけるカーカス層２４の外周側には複数層のベルト層２７が埋設されている。これらベルト層２７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層２７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°～４０°の範囲に設定されている。ベルト層２７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層２７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層２８が配置されている。ベルトカバー層２８の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

上記空気入りタイヤＴにおいて、トレッド部２１には、タイヤ周方向に延びる周方向溝３１が形成されており、これら周方向溝３１により複数の陸部３２が区画されている。トレッド部２１の陸部３２には、スタッドピンＰを植え込むための複数の植え込み穴３３が形成されている。スタッドピンＰは、そのボディ部１０が植え込み穴３３に挿入され、チップ部１１がトレッド部２１から突き出すようにトレッド部２１に配設されている。植え込み穴３３の内径はスタッドピンＰの外径よりも若干小さくなっており、植え込み穴３３に植え込まれたスタッドピンＰはトレッド部２１に対して強固に保持される。

上述のように空気入りタイヤＴのトレッド部２１に所定の構造を有するスタッドピンＰを配設することにより、ノイズ性能及び耐ピン抜け性を改善することが可能となる。

なお、図１１に示す空気入りタイヤＴの補強構造は代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。また、空気入りタイヤＴのトレッド部２１に形成されるトレッドパターンも特に限定されるものではない。

図１２は空気入りタイヤのトレッド部に配設された状態のスタッドピンを示すものである。空気入りタイヤＴの回転方向Ｒが指定されている場合、ボディ部１０は最大幅位置と最先端位置との間に該ボディ部１０の中心軸と直交する平面に対する傾斜角度が異なる複数の傾斜面１５（例えば、傾斜面１５ａ～１５ｆ）を有し、踏み込み側に向かって傾斜する傾斜面１５ｃ，１５ｆの傾斜角度αが蹴り出し側に向かって傾斜する傾斜面１５ａ，１５ｄの傾斜角度βよりも大きいことが好ましい。このような配置を採用することにより、路面接触時のノイズを低減すると共に、ノイズの周波数の分散効果が高まるので、ノイズ性能を大幅に改善することができる。

タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６ ９４Ｔである空気入りタイヤにおいて、トレッド部に配設されるスタッドピンの構造だけを異ならせた従来例、比較例１～３及び実施例１～１１のタイヤを製作した。なお、本明細書において、実施例１～９は参考例である。

従来例、比較例１～３及び実施例１～１１において、ボディ部の最大幅位置での断面積Ｓａ、ボディ部の最先端位置での断面積Ｓｂ、Ｓａ／Ｓｂ、ボディ部における凸部の有無、ボディ部における凸部の突出方向、ボディ部における長手方向の有無、距離Ｌａ、距離Ｌｂ、（Ｌａ－Ｌｂ）／Ｌａ、短手方向のボディ部寸法の最小値ＷＢ３、短手方向のボディ部寸法の最大値ＷＢ２、ＷＢ３／ＷＢ２、ボディ部の最大幅位置での最大幅ＷＢ１、ボディ部の最先端位置での最大幅ＷＣ１、チップ部の最大幅ＷＰ１、ＷＰ１／ＷＢ１、ＷＣ１／ＷＢ１、踏み込み側の傾斜面の傾斜角度α、蹴り出し側の傾斜面の傾斜角度β、チップ部における膨出部の有無、チップ部における膨出部の個数を表１及び表２のように設定した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、ノイズ性能、耐ピン抜け性、ピン打ち込み精度を評価し、その結果を表１及び表２に併せて示した。

ノイズ性能：
各試験タイヤをリムサイズ１６×６．５Ｊのホイールに組み付けて排気量１．４リットルの前輪駆動車に装着し、車両指定空気圧を充填し、乾燥したアスファルト路面からなるテストコースにおいて、ピンノイズについて、テストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどノイズ性能が優れていることを意味する。

耐ピン抜け性：
各試験タイヤをリムサイズ１６×６．５Ｊのホイールに組み付けて排気量１．４リットルの前輪駆動車に装着し、車両指定空気圧を充填し、乾燥したアスファルト路面からなるテストコースにおいて、所定の市街地走行モードで２００００ｋｍの走行を行った後、スタッドピンの脱落本数を計測した。評価結果は、計測値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐ピン抜け性が優れていることを意味する。

ピン打ち込み精度：
各試験タイヤについて、トレッド部に形成された多数の植え込み穴に対してピン打ち込み装置を用いてスタッドピンを打ち込み、スタッドピンが傾いた状態で打ち込まれた本数を計測した。評価結果は、計測値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどピン打ち込み精度が優れていることを意味する。指数値が９５以上であれば、ピン打ち込み精度が良好である。

表１及び表２から判るように、実施例１～１１では、従来例との対比において、ノイズ性能及び耐ピン抜け性を共に改善することができた。一方、比較例１では、Ｓｂ／Ｓａの値が小さ過ぎるためピン打ち込み精度が著しく悪化していた。また、比較例２，３では、Ｓｂ／Ｓａの値が大き過ぎるためノイズ性能及び耐ピン抜け性の改善効果が得られなかった。

１０ ボディ部
１１ チップ部
１２ フランジ部
１３ 凹部
１４ 凸部
１５ 傾斜面
１６ 膨出部
１７ 平坦部
２１ トレッド部
２２ サイドウォール部
２３ ビード部
Ｐ スタッドピン
Ｔ 空気入りタイヤ

Claims (11)

1. タイヤのトレッド部に埋設されるボディ部と、該ボディ部の先端側から突出するチップ部と、前記ボディ部の基端側に配置されたフランジ部とを有するスタッドピンにおいて、
   前記ボディ部はその中心軸と直交する平面における断面積が該ボディ部の中心軸に沿って変化しており、前記ボディ部の最大幅位置での断面積Ｓａと前記ボディ部の最先端位置での断面積Ｓｂとが０．３０≦Ｓｂ／Ｓａ≦０．８０の関係を満足すると共に、
   前記チップ部の先端面は曲面形状を有する膨出部と該膨出部の周囲に配置された平坦部とを有することを特徴とするスタッドピン。
2. 前記ボディ部の外周面に、前記ボディ部の中心軸に向かって窪んだ少なくとも１つの凹部と該凹部の両側に位置する一対の凸部とが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスタッドピン。
3. 前記ボディ部は中心軸方向に見たときの形状が長手方向を有し、前記凸部が前記長手方向と直交する短手方向に向かって凸となるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のスタッドピン。
4. 前記ボディ部の最大幅位置での最大幅ＷＢ１と前記チップ部の最大幅ＷＰ１と前記ボディ部の最先端位置での最大幅ＷＣ１がＷＢ１＞ＷＣ１＞ＷＰ１、０．３０≦ＷＰ１／ＷＢ１≦０．６０、０．５０≦ＷＣ１／ＷＢ１≦０．８０の関係を満足することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のスタッドピン。
5. 前記ボディ部の断面積が最大となる断面を含む平面をＡとし、前記平面Ａよりも先端側であって前記ボディ部の断面積が最少となる断面を含む平面をＢとしたとき、前記ボディ部は、前記平面Ａにおける前記ボディ部の輪郭線上の任意の点ａと前記ボディ部の中心軸との距離Ｌａと、前記平面Ｂにおける前記ボディ部の輪郭線上の点であって前記点ａに対応する位置にある点ｂと前記ボディ部の中心軸との距離Ｌｂとが０≦（Ｌａ－Ｌｂ）／Ｌａ≦０．１となる垂直領域を有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のスタッドピン。
6. 前記ボディ部は中心軸方向に見たときの形状が長手方向を有し、前記垂直領域が前記長手方向と直交する短手方向に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のスタッドピン。
7. 前記ボディ部は中心軸方向に見たときの形状が長手方向を有し、前記長手方向と直交する短手方向に沿って測定される前記ボディ部の寸法の最小値ＷＢ２及び最大値ＷＢ３が１．０５≦ＷＢ３／ＷＢ２≦１．３０の関係を満足することを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のスタッドピン。
8. 前記ボディ部は前記最大幅位置と前記最先端位置との間に該ボディ部の中心軸と直交する平面に対する傾斜角度が異なる複数の傾斜面を有することを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のスタッドピン。
9. 前記ボディ部は中心軸方向に見たときの形状が長手方向を有し、前記ボディ部の外周面に該ボディ部の中心軸に向かって窪んだ２つの凹部と各凹部の両側に位置する一対の凸部とが形成され、前記凸部が前記長手方向と直交する短手方向に向かって凸となるように配置され、前記ボディ部の前記最大幅位置と前記最先端位置との間に複数の傾斜面が形成され、前記複数の傾斜面が前記短手方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載のスタッドピン。
10. 請求項１～９のいずれかに記載されたスタッドピンがトレッド部に配設されていることを特徴とするタイヤ。
11. 前記ボディ部は前記最大幅位置と前記最先端位置との間に該ボディ部の中心軸と直交する平面に対する傾斜角度が異なる複数の傾斜面を有し、踏み込み側に向かって傾斜する傾斜面の傾斜角度が蹴り出し側に向かって傾斜する傾斜面の傾斜角度よりも大きいことを特徴とする請求項１０に記載のタイヤ。

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