JP7151304B2 - 空気入りタイヤ、及びスタッドタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、スタッドピンが装着される空気入りタイヤ、及びスタッドタイヤに関する。

氷雪路面での走行性能を向上させたタイヤとして、トレッド部に設けたスタッドピン取付用孔にスタッドピンを装着したスタッドタイヤ（スパイクタイヤ）が知られている。

近年、スタッドピン取付用孔の周りのトレッド表面の領域（孔周辺領域）に、タイヤ径方向内側に凹んだ凹部を設け、スタッドピンが削った氷粉を凹部に収容させることで、氷粉が、スタッドピンが路面を引っ掻くことを阻害しないようにし、スタッドピンの引っ掻き効果を持続させることがトレンド化している。

例えば、特許文献１に記載のタイヤでは、トレッド部の踏面において、スパイクピンを埋設するためのスタッド孔が形成されており、スタッド孔の周囲に凹部が形成されている。

特開２０１３－１８０５８４号公報

しかし、氷上路面上に雪や氷の屑があると、制動時に、この雪等が凹部に入り込んでしまい、スタッドピンが削った氷粉が凹部に収容されないことが起こりうる。このため、凹部に収容されなかった氷粉が、スタッドピンが路面を引っ掻くのを阻害し、氷上路面での制駆動性能が低下してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、スタッドピンが装着される空気入りタイヤ及びスタッドタイヤにおいて、氷上路面での制駆動性能を向上させることを目的とする。

本発明の一態様は、空気入りタイヤであって、
タイヤ周方向に環状をなしたトレッド部を備え、
前記トレッド部は、
スタッドピンが取り付けられる複数のスタッドピン取付用孔と、
前記スタッドピン取付用孔のうち少なくとも１つのスタッドピン取付用孔の周りの前記トレッド部の表面の孔周辺領域においてタイヤ径方向内側に凹む一対の凹部と、を有し、
前記凹部は、前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔のタイヤ周方向の両側に配置され、線状に延在し、
前記トレッド部の表面を当該表面と垂直な方向に見たときの前記凹部の形状は、前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔に近づく側に突出した形状、あるいは、タイヤ周方向と平行な直線を横切る直線形状であり、
前記トレッド部は、さらに、前記孔周辺領域においてタイヤ径方向外側に突出する一対の凸部を有し、
前記凸部は、前記凹部よりも当該スタッドピン取付用孔から離れて配置され、前記凹部に沿って線状に延在している、ことを特徴とする。
タイヤ幅方向に沿った前記凹部の配置範囲は、タイヤ幅方向に沿った前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔の配置範囲を包含していることが好ましい。また、タイヤ幅方向に沿った前記凸部の配置範囲は、タイヤ幅方向に沿った前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔の配置範囲を包含していることが好ましい。
前記直線形状は、前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔を通るタイヤ周方向と平行な直線を横切る形状であることが好ましい。

前記突出した形状は円弧形状であることが好ましい。

前記凹部の凹み深さは、前記凸部の突出高さよりも長いことが好ましい。

前記凸部の突出高さは、前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔に取り付けられた前記スタッドピンが当該スタッドピン取付用孔から突出する高さよりも低いことが好ましい。

前記凸部は、前記延在方向に沿って突出高さの分布を有し、
前記突出高さは、前記凸部の延在方向の両端の間の中央で最も高いことが好ましい。

前記凸部は、前記延在方向に沿って幅の分布を有し、
前記凸部の前記幅は、前記凸部の延在方向の両端の間の中央で最も広いことが好ましい。

前記凹部は、前記延在方向に沿って凹み深さの分布を有し、
前記凹み深さは、前記凹部の延在方向の両端の間の中央で最も深いことが好ましい。

前記凹部は、前記延在方向に沿って幅の分布を有し、
前記凹部の前記幅は、前記凹部の延在方向の両端の間の中央で最も広いことが好ましい。

前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔に対しタイヤ周方向の同じ側に位置する前記凹部と前記凸部との最大間隔は、当該凹部の幅の２倍の長さ以下であることが好ましい。

前記空気入りタイヤは回転方向が指定されており、
前記凹部のうち、前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔に対し前記回転方向と反対側に位置する第１の凹部は、前記回転方向の側に位置する第２の凹部と比べ、前記第１の凹部の最大幅が広いあるいは最大凹み深さが深いことが好ましい。

前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔と前記凹部との最小間隔は１ｍｍを超えていることが好ましい。

本発明の別の一態様は、スタッドタイヤであり、
前記空気入りタイヤと、
前記空気入りタイヤのスタッドピン取付用孔に取り付けられたスタッドピンと、を備えることを特徴とする。

上述の態様によれば、スタッドピンが装着される空気入りタイヤ及びスタッドタイヤにおいて、氷上路面での制駆動性能が向上する。

本実施形態の空気入りタイヤの断面を示すタイヤ断面図である。 図１の空気入りタイヤに適用されたトレッドパターンの一例を示す図である。 空気入りタイヤに装着されるスタッドピンの一例を示す図である。 凹部及び凸部を示す平面図である。 図４のＶ－Ｖ線矢視図である。 （ａ）は、比較例の空気入りタイヤの作用を説明する図であり、（ｂ）は、本実施形態の空気入りタイヤの作用を説明する図である。 本実施形態の空気入りタイヤの作用を説明する図である。 凹部及び凸部の変形例を示す平面図である。 凸部の突出高さの分布の一例を示す図である。 凸部の幅の分布の一例を示す図である。 凹部の凹み深さの分布の一例を示す図である。 凹部の幅の分布の一例を示す図である。 凹部及び凸部の見込み角を説明する平面図である。 凹部及び凸部の間隔を説明する平面図である。

以下、本実施形態の空気入りタイヤ及びスタッドタイヤを詳細に説明する。本実施形態には、後述する種々の実施形態含まれる。
（タイヤの全体説明）
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ（以降、タイヤという）１０の、タイヤ径方向に沿って切断した断面を示すタイヤ断面図である。タイヤ１０は、トレッド部にスタッドピンが埋め込まれたスタッドタイヤである。
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。

以降で説明するタイヤ周方向とは、タイヤ回転軸線を中心にタイヤ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、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸線に対して直交して延びる放射方向をいう。タイヤ径方向外側とは、タイヤ回転軸線からタイヤ径方向に離れる側をいい、タイヤ径方向内側とは、タイヤ回転軸線に向かってタイヤ径方向に近づく側をいう。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸線の方向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から離れる両側をいう。タイヤ幅方向内側とは、タイヤ１０のタイヤセンターラインＣＬに向かってタイヤ幅方向に近づく側をいう。

（タイヤ構造）
タイヤ１０は、骨格材あるいは骨格材の層として、カーカスプライ層１２と、ベルト層１４と、ビードコア１６とを有し、これらの骨格材の周りに、トレッドゴム部材１８と、サイドゴム部材２０と、ビードフィラーゴム部材２２と、リムクッションゴム部材２４と、インナーライナゴム部材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が上層のベルト材１４ｂに比べてタイヤ幅方向の幅が広い。２層のベルト材１４ａ，１４ｂのスチールコードの傾斜方向は互いに逆方向である。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、トレッドゴム部材１８が設けられ、トレッドゴム部材１８の両端部には、サイドゴム部材２０が接続されてサイドウォール部を形成している。トレッドゴム部材１８は２層のゴム部材で構成され、タイヤ径方向外側に設けられる上層トレッドゴム部材１８ａとタイヤ径方向内側に設けられる下層トレッドゴム部材１８ｂとを有する。サイドゴム部材２０のタイヤ径方向内側の端には、リムクッションゴム部材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部材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部材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、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２は、タイヤ１０のトレッドパターン３０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。タイヤ１０は図２に示されるように、タイヤ周方向の一方の向きを示す回転方向Ｒが指定されている。回転方向Ｒ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。

図２に示されるように、トレッドパターン３０は、傾斜溝３２と横断溝３４を主に有する。
傾斜溝３２は、タイヤセンターラインＣＬの両側においてそれぞれ回転方向Ｒとは反対側に進むにつれて（図２中、上方向に進むにつれて）タイヤ幅方向外側に延びるように、タイヤ周方向に対して傾斜した溝である。傾斜溝３２は、パターンエンドＥに到達することなく、途中で閉塞している。傾斜溝３２は、タイヤ周方向に所定の間隔で複数設けられている。
横断溝３４は、タイヤセンターラインＣＬの両側においてそれぞれ回転方向Ｒとは反対側へ進むにつれて、タイヤ幅方向外側に向かい、さらに、両側のパターンエンドＥまで延びるようにタイヤ周方向に対して傾斜した溝である。横断溝３４は、タイヤ周方向に所定の間隔で複数設けられている。
傾斜溝３２のタイヤ周方向に対する傾斜角度は、タイヤ幅方向の同じ位置において、横断溝３４のタイヤ周方向に対する傾斜角度に比べて小さい。このため、横断溝３４は、傾斜溝３２と交差する。
また、トレッド表面には、波形状のサイプ４２，４４が複数設けられている。なお、図２中、複数の孔４６（スタッドピン取付用孔）が設けられ、この孔４６に後述するスタッドピン４８（図３参照）が装着される。孔４６の周りの孔周辺領域には、後述する凹部５０Ａ，５０Ｂ及び凸部６０Ａ，６０Ｂが設けられている。図２には、このうち、代表して凸部５０Ａ，５０Ｂを示す。
タイヤ１０のトレッドパターンは、図２に示すトレッドパターン３０に限定されない。

（スタッドピン及びスタッドピン取付用孔）
図３は、スタッドピン４８と孔４６の一例を説明する図である。
スタッドピン４８は、タイヤ１０に装着された時、トレッド表面から突出して、路面と接する先端部４８ａと、先端部４８ａを固定し、トレッドゴム部材１８に設けられた孔４６に埋設される埋設部４８ｂと、を有する。埋設部４８ｂは、先端部４８ａの側から順番に胴体部４８ｃ、シャンク部４８ｄ、及びフランジ部４８ｅを有する。胴体部４８ｃは、先端部４８ａを固定する部分で、孔４６の開口部から胴体部４８ｃの上面が露出する。フランジ部４８ｅは、先端部４８ａと反対側の端に設けられた鍔状に突出した部分で、胴体部４８ｃに比べて外径が大きい。シャンク部４８ｄは、胴体部４８ｃとフランジ部４８ｅの間に設けられ、シャンク部４８ｄの外径は、胴体部４８ｃ及びフランジ部４８ｅの外径に比べて小さい。

孔４６は、図１に示すように、フランジ部４８ｅに対応した拡径部４６ａを孔底に有し、拡径部４６ａの孔開口側には、拡径部４６ａよりも孔断面が狭く、一定の孔断面及び孔径を有する孔本体部４６ｂを備える。孔開口部は、一定の孔断面及び孔径を有する孔本体部４６ｂに属するが、孔本体部４６ｂに対して孔開口部に向けて孔径が広がった図示されない面取り部が設けられてもよい。

（孔周辺領域の構成）
次に、スタッドピン取付用孔４５の孔周辺領域の構成について説明する。
タイヤ１０のトレッド部は、図４及び図５に示すように、一対の凹部５０Ａ，５０Ｂと、一対の凸部６０Ａ，６０Ｂと、を有している。図４は、凹部５０Ａ，５０Ｂ及び凸部６０Ａ，６０Ｂを示す平面図である。なお、以降の図面において、凸部６０Ａ，６０Ｂの輪郭形状は、突出高さが変化している場合、タイヤ径方向の最も外側の先端面の形状を表す。図５は、図４のＶ－Ｖ線矢視図である。なお、図５、図６（ｂ）、図７に示すスタッドピン４８、凹部５０Ａ，５０Ｂ、凸部６０Ａ，６０Ｂの互いの間隔は、図４と異って示される。
一実施形態によれば、孔周辺領域は、凹部５０Ａ，５０Ｂ及び凸部６０Ａ，６０Ｂを除いて凹凸を有しない平滑面からなることが好ましい。

凹部５０Ａ，５０Ｂは、孔４６の周りのトレッド表面の孔周辺領域においてタイヤ径方向内側に凹んだ部分である。凹部５０Ａ，５０Ｂは、孔４６に対しタイヤ周方向の両側に配置され、線状に延在している。トレッド表面をトレッド表面と垂直な方向に見た（平面視した）ときの凹部５０Ａ，５０Ｂの形状は、孔４６に近づく側に突出した形状（以降、凸形状ともいう）、あるいは、タイヤ周方向と平行な直線を横切る直線形状である。タイヤ周方向と平行な直線は、タイヤセンターラインＣＬと平行な直線である。一実施形態によれば、直線形状は、タイヤ周方向と直交する方向（タイヤ幅方向）に延びる形状であることが好ましい。一方で、直線形状は、タイヤ周方向と直交する方向に対して傾斜していてもよく、その場合、傾斜角は、０度より大きく、４５度以下であることが好ましい。

凸部６０Ａ，６０Ｂは、孔周辺領域においてタイヤ径方向外側に突出した部分である。凸部６０Ａ，６０Ｂは、凹部５０Ａ，５０Ｂよりも孔４６から離れて配置され、凹部５０Ａ，５０Ｂに沿って線状に延在している。

ここで、図６（ａ），（ｂ）を参照して、制動時の凹部５０Ａ，５０Ｂ及び凸部６０Ａ，６０Ｂの作用を説明する。図６（ａ）は、後述する比較例のスタッドタイヤの作用を説明する図であり、図６（ｂ）は、本実施形態のタイヤ１０の作用を説明する図である。比較例のスタッドタイヤは、凸部６０Ａ，６０Ｂが設けられていない点で本実施形態のタイヤ１０と異なっている。図６（ａ），（ｂ）において、左右方向はタイヤ周方向と一致し、車両の進行方向は、右方から左方に向かう矢印で示される。

従来のタイヤでは、制動時に、氷上路面上に雪や氷の屑（以降、まとめて雪Ｓという）があると、図６（ａ）に示すように、雪Ｓは、タイヤ１１０が前方（車両の進行方向）に移動したときに、凹部１５０Ａ内に入り込んでしまう。このため、スタッドピン１４８が路面を削ることで前方に飛び出した氷粉Ｉは凹部１５０Ａに入り込むことができない。凹部１５０Ａに収容されなかった氷粉Ｉが、スタッドピン１４８の先端部１４８ａと路面との間に入り込むと、スタッドピン１４８が路面を引っ掻く効果は低減する。

一方、本実施形態のタイヤ１０では、制動時に、氷上路面上の雪Ｓは、図６（ｂ）に示すように、凸部６０Ａにぶつかるので、凸部６０Ａの後方（進行方向と反対側）に進入することがない。このため、スタッドピン４８が路面を削ることで前方に飛び出した氷粉Ｉは凹部５０Ａ内に入り込むことができ、これにより、氷粉Ｉによってスタッドピン４８が路面を引っ掻く効果が低減することを抑制できる。このとき、氷粉Ｉの初速度が大きくても、氷粉Ｉは、凸部６０Ａにぶつかり、跳ね返ることで、凹部５０Ａ内に入り込むことができる。このようにして、スタッドピン４８が路面を引っ掻く効果の低減が抑制されることで、氷上路面での制動性能（氷上制動性能）が向上する。

また、本実施形態のタイヤ１０において、凸部５０Ａは、トレッド表面を平面視したとき、凹部５０Ａに沿って延びる形状、すなわち、凸形状、あるいは、タイヤ周方向を横切る直線形状を有しているため、凸部が孔４６から離れる側に凹んだ形状（凹形状）である場合と比べて、前方から凸部５０Ａにぶつかった雪Ｓが凸部５０Ａにより保持されやすく、また、凸部５０Ａからタイヤ幅方向の両側に排出された雪Ｓが凸部５０Ａとスタッドピン４８との間に進入し難い。これによって、氷上制動性能を向上させる上記効果が増す。

なお、スタッドピン４８によって削られる量が多いと、前方に飛び出した氷粉Ｉは、凹部５０Ａに収容されずに、スタッドピン４８よりも後方に相対的に移動する場合がある。この場合、氷粉Ｉは凹部５０Ｂ内に入り込むことができる。このとき、氷粉Ｉは、凸部６０Ｂにぶつかり、跳ね返ることで、凹部５０Ｂ内に入り込むことができる。さらに、削られる雪Ｓの量が多い場合は、雪Ｓは、凸部６０Ｂにぶつかり、タイヤ幅方向の両側に排出される。このため、スタッドピン４８の後方で接地する別のスタッドピン４８の前方に氷粉Ｉあるいは雪Ｓが進入することを抑制でき、当該別のスタッドピン４８が路面を引っ掻く効果が低減することを抑制できる。

次に、図７を参照して、駆動時の凹部５０Ａ，５０Ｂ及び凸部６０Ａ，６０Ｂの作用を説明する。図７は、本実施形態のタイヤ１０の作用を説明する図である。図７において、左右方向はタイヤ周方向と一致し、車両の進行方向は、右方から左方に向かう矢印で示される。矢印Ｒは、タイヤ１０の回転方向を表す。

駆動時に、タイヤ１０が回転して、スタッドピン４８が路面を削ることで発生した氷粉Ｉは後方に飛び出し、凹部５０Ｂに入り込む。このとき、氷粉Ｉは、凸部６０Ｂにぶつかって凹部５０Ｂに入り込む場合がある。そして、タイヤ１０がさらに回転し、孔周辺領域を含むトレッド表面が路面から離れると、凹部５０Ｂに収容された氷粉Ｉは落下し、凹部５０Ｂ内の空間があくため、スタッドピン４８が次に接地したときに、氷粉を収容することができる。また、制動時に前方の凹部５０Ａ内に入り込んだ氷粉Ｉも、トレッド表面が路面から離れると落下し、スタッドピン４８が次に接地したときに、氷粉を収容することができる。これにより、スタッドピン４８が路面を引っ掻く効果を持続させることができ、氷上路面での駆動性能（氷上駆動性能）が向上する。

なお、凹部５０Ａ，５０Ｂから落下した氷粉Ｉは、前方の凸部６０Ａが前方から当たることで、凸部６０Ａのタイヤ幅方向の両側に除去されることが可能である。このため、スタッドピン４８の前方で接地する別のスタッドピン４８に対して、後方に氷粉Ｉが残ることを抑制でき、当該別のスタッドピン４８が路面を引っ掻く効果が低減することを抑制できる。

一実施形態によれば、凹部５０Ａ，５０Ｂと凸部６０Ａ，６０Ｂとは、平面視したときの輪郭形状が同一であることが好ましい。また、一実施形態によれば、凹部５０Ａ，５０Ｂと、凸部６０Ａ，６０Ｂとは、どの延在方向位置においても、タイヤ周方向の同じ側の端同士が等距離離れていることが好ましい。言い換えると、平面視したときの凸部６０Ａ，６０Ｂの輪郭形状は、凹部５０Ａ，５０Ｂの輪郭形状をタイヤ周方向にオフセットさせた形状であることが好ましい。

一実施形態によれば、上記凸形状は円弧形状であることが好ましい。これにより、凹部５０Ａ，５０Ｂ内に収容された雪Ｓが、凹部５０Ａ，５０Ｂの延在方向の特定の位置で局所的に詰まるのを抑制できる。一方で、上記凸形状は、図８に示す例のように、屈曲した形状であってもよい。図８は、凹部５０Ａ，５０Ｂ及び凸部６０Ａ，６０Ｂの変形例を示す平面図である。また、一実施形態によれば、トレッド部を平面視したときの凸部６０Ａ，６０Ｂの凸形状も円弧形状であることが好ましい。この場合、一実施形態によれば、凹部５０Ａ，５０Ｂと、凸部６０Ａ，６０Ｂとは、同心円をなす円それぞれの一部に沿った円弧形状であることも好ましい。
また、一実施形態によれば、凹部５０Ａ及び凸部６０Ａと、凹部５０Ｂ及び凸部６０Ｂとは、孔４６の断面中心を通るタイヤ幅方向と平行な直線を基準として線対称であることが好ましい。また、一実施形態によれば、孔４６の孔断面の中心を基準として点対称であることが好ましい。

一実施形態によれば、孔４６と、凹部５０Ａ，５０Ｂとの最小間隔は１ｍｍを超えていることが好ましい。最小間隔が１ｍｍ以下であると、スタッドピン４８に対する孔４６の締付け力が弱くなり、スタッドピン４８が孔４６から抜け落ちやすくなる。また、最小間隔が１ｍｍ以下であると、凹部５０Ａ，５０Ｂと隣接する凸部６０Ａ，６０Ｂが、スタッドピン４８に近い位置にあるために、路面に接触し難くなる。最小間隔は、好ましくは２ｍｍ以上である。一方、最小間隔は、凹部５０Ａ，５０Ｂとスタッドピン４８との間の領域に氷粉等を進入し難くするために、１０ｍｍ以下であることが好ましい。

一実施形態によれば、凹部５０Ａ，５０Ｂの凹み深さは、凸部６０Ａ，６０Ｂの突出高さよりも長いことが好ましい。このような形態によって、氷粉を収容する凹部５０Ａ，５０Ｂ内のスペースが確保され、凹部５０Ａ，５０Ｂの収容性能が高くなる。

一実施形態によれば、凹部５０Ａ，５０Ｂの凹み深さは２～１０ｍｍであることが好ましい。凹み深さとは、凹部５０Ａ，５０Ｂと平滑面との接続位置（基部）からの凹み深さをいう。凹み深さが２ｍｍ未満であると、氷粉の収容スペースが小さいため、収容されなかった氷粉によってスタッドピン４８による引っ掻き効果が低減される場合がある。凹み深さが１０ｍｍを超えると、スタッドピン４８の周りのゴムの剛性が低下し、スタッドピン４８に対するゴムの締付け力が弱くなる。このため、スタッドピン４８が孔４６から抜け落ちやすくなる場合がある。凹み深さは、好ましくは５～７ｍｍである。

一実施形態によれば、凹部５０Ａ，５０Ｂの幅（延在方向と直交する方向の長さ）は、０．５～２．０ｍｍであることが好ましい。凹部５０Ａ，５０Ｂの幅は、深さ方向に幅が変化している場合、凹部５０Ａ，５０Ｂと平滑面との接続位置（基部）における幅をいう。凹部５０Ａ，５０Ｂの幅が０．５ｍｍ未満であると、氷粉の収容スペースが小さいため、収容されなかった氷粉によってスタッドピン４８による引っ掻き効果が低減する場合がある。凹部５０Ａ，５０Ｂの幅が２．０ｍｍを超えると、スタッドピン４８の周りのゴムの剛性が低下し、スタッドピン４８に対するゴムの締付け力が弱くなる。このため、スタッドピン４８が孔４６から抜け落ちやすくなる場合がある。凹部５０Ａ，５０Ｂの幅は、好ましくは１．０～１．５ｍｍである。

一実施形態によれば、凸部６０Ａ，６０Ｂの突出高さは、孔４６に取り付けられたスタッドピン４８が孔４６から突出する高さよりも低いことが好ましい。このような形態によって、スタッドピン４８が路面を引っ掻く効果が確保される。
一実施形態によれば、スタッドピン４８が突出する高さは、例えば０．８～１．５ｍｍであり、例えば１．２ｍｍである。

一実施形態によれば、凸部６０Ａ，６０Ｂの突出高さは０．２～１．５ｍｍであることが好ましい。突出高さとは、凸部６０Ａ，６０Ｂと平滑面との接続位置（基部）からの突出高さをいう。突出高さが０．２ｍｍ未満では、接地したときの路面との間の隙間が大きく、雪等をタイヤ幅方向の両側に排出する効果（排雪効果）が得られ難い。突出高さが１．５ｍｍを超えると、スタッドピン４８の孔４６からの突出高さを超えて、スタッドピン４８による引っ掻き効果が小さくなる場合がある。凸部６０Ａ，６０Ｂの突出高さは、好ましくは０．５～１．０ｍｍである。

一実施形態によれば、凸部６０Ａ，６０Ｂの幅（延在方向と直交する方向の長さ）は、０．５～２．０ｍｍであることが好ましい。凸部６０Ａ，６０Ｂの幅は、高さ方向に幅が変化している場合、凸部６０Ａ，６０Ｂと平滑面との接続位置（基部）における幅をいう。

図９は、凸部６０Ａ，６０Ｂの突出高さの分布の一例を示す図である。図９において、タイヤ周方向は紙面奥行方向と一致する。
一実施形態によれば、凸部６０Ａ，６０Ｂは、図９に示すように、延在方向に沿って突出高さの分布を有し、突出高さは、凸部６０Ａ，６０Ｂの延在方向の両端の間の中央で最も高いことが好ましい。その際、突出高さは、最も高い位置から延在方向の両端に近づくに連れ低くなっていることが好ましい。例えば、凸部６０Ａが上記凸形状を有している場合、制動時に凸部６０Ａの前方に位置する雪Ｓは、凸部６０Ａの延在方向の中央に集まりやすい。このため、凸部６０Ａの延在方向の中央において突出高さを最も高くすることで、集められた雪Ｓが凸部６０Ａの後方に漏れ出るのを抑えるとともに、延在方向の両端側では、突出高さを低くすることで、集められた雪Ｓをタイヤ幅方向の両側に速やかに排出できる。

図１０は、凸部６０Ａ，６０Ｂの幅の分布の一例を示す図である。なお、図１０，１２～１４において、タイヤ周方向は左右方向と一致し、スタッドピン４８のタイヤ周方向の一方の側にのみ凸部及び凹部を示す。
一実施形態によれば、凸部６０Ａ，６０Ｂは、図１０に示すように、延在方向に沿って幅の分布を有し、凸部６０Ａ，６０Ｂの幅は、凸部６０Ａ，６０Ｂの延在方向の両端の間の中央で最も広いことが好ましい。その際、凸部６０Ａ，６０Ｂの幅は、最も広い位置から延在方向の両端に近づくに連れ狭くなっていることが好ましい。上述したように、凸部６０Ａが上記凸形状を有している場合、制動時に凸部６０Ａの前方に位置する雪Ｓは、凸部６０Ａの延在方向の中央に集まりやすい。このため、延在方向の中央において凸部６０Ａの幅を最も広くすることで、凸部６０Ａが変形することで集められた雪Ｓが凸部６０Ａの後方に漏れ出るのを抑えられる。また、延在方向の両端側では、凸部６０Ａの幅を狭くすることで、凸部６０Ａが変形しやすくなり、集められた雪Ｓはタイヤ幅方向の両側に速やかに排出されやすい。

図１１は、凹部５０Ａ，５０Ｂの凹み深さの分布の一例を示す図である。図１１において、タイヤ周方向は紙面奥行方向と一致している。
一実施形態によれば、凹部５０Ａ，５０Ｂは、図１１に示すように、延在方向に沿って凹み深さの分布を有し、凹み深さは、凹部５０Ａ，５０Ｂの延在方向の両端の間の中央で最も深いことが好ましい。その際、凹み深さは、最も深い位置から延在方向の両端に近づくに連れ浅くなっていることが好ましい。スタッドピン４８が削った氷粉は凹部５０Ａ，５０Ｂの中央で最も溜まりやすいため、凹み深さを延在方向の中央で最も深くすることで、凹部５０Ａ，５０Ｂの収容性能を高めることができる。

図１２は、凹部５０Ａ，５０Ｂの幅の分布の一例を示す図である。
一実施形態によれば、凹部５０Ａ，５０Ｂは、図１２に示すように、延在方向に沿って幅の分布を有し、凹部５０Ａ，５０Ｂの幅は、凹部５０Ａ，５０Ｂの延在方向の両端の間の中央で最も広いことが好ましい。その際、凹部５０Ａ，５０Ｂの幅は、最も広い位置から延在方向の両端に近づくに連れ狭くなっていることが好ましい。スタッドピン４８が削った氷粉は凹部５０Ａ，５０Ｂの中央で最も溜まりやすいため、凹部５０Ａ，５０Ｂの幅を延在方向の中央で最も広くすることで、凹部５０Ａ，５０Ｂの収容性能を高めることができる。

図１３は、凹部５０Ａ，５０Ｂ及び凸部６０Ａ，６０Ｂの見込み角を説明する平面図である。
一実施形態によれば、トレッド部の表面に沿って孔４６の孔断面の中心から見た凹部５０Ａ，５０Ｂ及び凸部６０Ａ，６０Ｂの見込み角θは、図１３に示すように、６０度以上であることが好ましい。見込み角θが６０度未満であると、旋回時に、回転方向Ｒに対して横方向から雪Ｓが孔周辺領域に進入しやすくなり、スタッドピン４８が路面を引っ掻く効果が低減する場合がある。なお、上記見込み角θは、９０度以下であることが好ましい。一実施形態によれば、上記見込み角θは、孔４６を通るタイヤ周方向と平行な直線を境としてタイヤ幅方向の両側に等角度であることが好ましい。

ここで、トレッド部の接地領域は、図２に示すように、センター領域Ｃｅと、ショルダー領域Ｓｈと、を有している。
センター領域Ｃｅは、タイヤセンターラインＣＬからタイヤ幅方向の両側にそれぞれ接地幅の２５％以下の長さの範囲に位置する領域である。この範囲は、接地幅の例えば５％以上である。ショルダー領域Ｓｈは、センター領域Ｃｅのタイヤ幅方向外側に位置する領域である。
接地領域は、タイヤ１０を正規リムに組み付け、正規内圧を充填し、正規荷重の８８％を負荷荷重とした条件において水平面に接地させたときに接地面となるトレッド表面の領域である。接地幅は、接地面のタイヤ幅方向の両端（接地端）の間のタイヤ幅方向長さである。正規リムとは、JATMAに規定される「測定リム」、TRAに規定される「Design Rim」、あるいはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。正規内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。正規荷重とは、JATMAに規定される「最大負荷能力」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。
一実施形態によれば、複数の孔４６は、センター領域Ｃｅ及びショルダー領域Ｓｈに設けられ、凹部５０Ａ，５０Ｂ及び凸部６０Ａ，６０Ｂの見込み角は、ショルダー領域において、センター領域よりも広いことが好ましい。このような形態によれば、制動性能の向上に寄与するセンター領域Ｃｅでは、タイヤ周方向に沿った雪、氷粉の排出を効果的に行い、旋回性能の向上に寄与するショルダーＳｈでは、タイヤ周方向に対し傾斜した横方向に沿った雪、氷粉の排出を効果的に行える。上記見込み角θは、ショルダー領域において、例えば、９０～１２０度である。

図１４は、凹部５０Ａ，５０Ｂ及び凸部６０Ａ，６０Ｂの最大間隔Ｇを説明する平面図である。
一実施形態によれば、孔４６に対しタイヤ周方向の同じ側に位置する凹部５０Ａと凸部６０Ａとの最大間隔Ｇ、あるいは、凹部５０Ｂと凸部６０Ｂとの最大間隔Ｇは、当該凹部５０Ａあるいは当該凹部５０Ｂの幅の２倍の長さ以下であることが好ましい。最大間隔Ｇは、タイヤ周方向に沿った方向の間隔を意味する。当該凹部の幅とは、当該間隔と同じタイヤ幅方向位置における幅を意味する。最大間隔Ｇが上記２倍の長さを超えると、氷粉が凸部６０Ａ，６０Ｂにぶつかり、跳ね返って凹部５０Ａ，５０Ｂ内に収容される効果が小さくなる場合がある。一方、凹部５０Ａと凸部６０Ａ、あるいは、凹部５０Ｂと凸部６０Ｂは、互いに接していてもよい。すなわち、上記最大間隔Ｇは０ｍｍであってもよい。
一実施形態によれば、上記最大間隔Ｇは１～４ｍｍであることが好ましい。

一実施形態によれば、凹部５０Ａ，５０Ｂのうち、孔４６に対し回転方向Ｒと反対側に位置する第１の凹部５０Ａは、回転方向Ｒの側に位置する第２の凹部５０Ｂと比べ、第１の凹部５０Ａの最大幅が広い、あるいは、最大凹み深さが深いことが好ましい。第１の凹部５０Ａは、制動時に、氷粉が飛び出す側に位置するため、氷粉の収容性能を大きくする観点から、上記形態は効果的である。第１の凹部５０Ａの最大幅、最大凹み深さは、第２の凹部５０Ｂの最大幅、最大凹み深さの好ましくは１．２～２倍である。

また、一実施形態によれば、凸部６０Ａ，６０Ｂのうち、孔４６に対し回転方向Ｒと反対側に位置する第１の凸部６０Ａは、回転方向Ｒの側に位置する第２の凸部６０Ｂと比べ、第１の凸部６０Ａの最大幅が広い、あるいは、最大突出高さが高いことが好ましい。第１の凸部６０Ａは、制動時に、前方の雪Ｓがぶつかる側に位置するため、排雪性能を大きくする観点から、上記形態は効果的である。第１の凸部６０Ａの最大幅、最大突出高さは、第２の凸部６０Ｂの最大幅、最大突出高さの好ましくは１．２～２倍である。

一実施形態によれば、凹部５０Ａ，５０Ｂは、延在方向の両端の間を途中で途切れることなく延びていることが好ましい。凹部５０Ａ，５０Ｂが延在方向の途中で途切れていると、氷粉Ｉの収容性能が大きく低下する。
一実施形態によれば、凸部６０Ａ，６０Ｂは、延在方向の両端の間を途中で途切れることなく延びていることが好ましい。凸部６０Ａ，６０Ｂが延在方向の途中で途切れていると、排雪性能が大きく低下する。

一実施形態によれば、凹部５０Ａ，５０Ｂは、上記傾斜溝３２及び上記横断溝３４のいずれにも接続されていないことが好ましい。孔４６が傾斜溝３２あるいは横断溝３４に近い位置に設けられている場合、凹部５０Ａ，５０Ｂがこれらの溝３２，３４に接続されていると、孔周辺領域のゴムの剛性が低下する。このため、スタッドピン４８に対するゴムの締付け力が弱くなり、スタッドピン４８が孔４６から抜け落ちやすくなる場合がある。

本実施形態において、凹部５０Ａ，５０Ｂ及び凸部６０Ａ，６０Ｂは、複数の孔４６のうち少なくとも１つの孔４６の孔周辺領域に設けられていればよく、すべての孔４６の孔周辺領域に設けられていることが好ましい。

（実施例、比較例、従来例）
本発明の効果を確認するために、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６のタイヤを、以下の実施例、比較例、従来例ごとに４本ずつ作製し、排気量２Ｌの前輪駆動の乗用車に装着して、氷上制動性能及び氷上駆動性能を調べた。車両のリムサイズは１６×６．５Ｊであり、空気圧は２１０ｋＰａとした。
実施例１～８のタイヤには、表１に示す点を除いて、図２に示すトレッドパターン３０を基調とし、図４及び図５に示す形態の凹部及び凸部を設けた。
いずれも、スタッドピンのスタッドピン取付用孔から突出する高さは１．１ｍｍとした。

従来例は、一対の凸部を設けず、凹部を、スタッドピン取付用孔と間隔をあけた位置から、スタッドピン取付用孔から３方向にそれぞれ直線状に遠ざかるように設けた。具体的に、１本の凹部を、回転方向と反対側に遠ざかるように設け、他の２本の凹部を、スタッドピン取付用孔から遠ざかるに連れ互いに離れるよう、回転方向に対してそれぞれ傾斜した方向に遠ざかるように設けた。
比較例は、実施例１から、凸部を省略した形態とした。
比較例及び実施例１～８において、スタッドピン取付用孔と凹部との最小間隔は、３ｍｍとした。
比較例及び実施例１～８において、見込み角θは、センター領域、ショルダー領域ともに同じ角度とした。

実施例１～８は、表１に示す点を除いて、タイヤ周方向の同じ側にある凹部及び凸部に関して、延在方向長さを等しく、円弧形状の曲率半径を等しくした。
実施例１～８において、凹部と凸部の最大間隔は１．５ｍｍとした。
実施例３，４の凹み深さは、延在方向の中点で最大１．３ｍｍとし、最小１．０ｍｍとした延在方向の両端に近づくに連れ浅くした。
実施例４の凹部幅は、延在方向の中点で最大１．０ｍｍとし、最小０．５ｍｍとした延在方向の両端に近づくに連れ狭くした。
実施例５，６の突出高さは、延在方向の中点で最大０．７ｍｍとし、最小０．４ｍｍとした延在方向の両端に近づくに連れ低くした。
実施例６の凸部幅は、延在方向の中点で最大１．０ｍｍとし、最小０．５ｍｍとした延在方向の両端に近づくに連れ狭くした。
実施例８は、凹部及び凸部を、スタッドピン取付用孔を通るタイヤ周方向と直交する方向に延びる直線形状とした。

表１において、「凹部、凸部の形態」は、凹部、凸部の形態を最もよく表す図面番号等を意味する。「直線」は、直線形状を意味する。
「凹み深さ」、「凹部幅」、「突出高さ」、「凸部幅」の欄に関して、「変化」は、延在方向の中点から両端にかけて変化させたことを意味する。
「見込み角」は、凸部の見込み角を表す。凸部及び凹部は、いずれも、タイヤ周方向に対してタイヤ幅方向の両側に等角度の範囲に延在させた。

〔氷上制動性能〕
氷路上を、５０ｋｍ／時で走行した状態から、ブレーキペダルを最深位置まで踏み込んで停止するまでの距離（制動距離）を５回計測し、その平均値の逆数を用いて、比較例を１００として指数化した。指数が大きいほど距離が短く、氷上性能に優れることを示す。指数が１０１以上である場合を、氷上制動性能に優れると評価した。
〔氷上駆動性能〕
氷路上を、５ｋｍ／時で走行した状態から、走行速度が２０ｋｍ／時になるまで要した加速時間を５回計測し、その平均値の逆数を用いて、比較例を１００として指数化した。指数が大きいほど加速時間が短く、氷上駆動性能に優れることを示す。指数が１０１以上である場合を、氷上駆動性能に優れると評価した。

比較例と実施例１～８との比較から、凹部に沿って線状に延在する一対の凸部を有していることで、氷上制動性能及び氷上駆動性能が向上することがわかる。
実施例１と実施例２との比較から、凹部及び凸部が円弧形状であることで、氷上制動性能が向上することがわかる。

実施例１と実施例３との比較から、凹部の凹み深さが延在方向の中央から両端にかけて浅くなっていることで、氷上制動性能及び氷上駆動性能が向上することがわかる。
実施例３と実施例４との比較から、凹部幅が延在方向の中央から両端にかけて狭くなっていることで、氷上制動性能及び氷上駆動性能が向上することがわかる。

実施例１と実施例５との比較から、凸部の突出高さが延在方向の中央から両端にかけて低くなっていることで、氷上制動性能及び氷上駆動性能が向上することがわかる。
実施例５と実施例６との比較から、凸部幅が延在方向の中央から両端にかけて狭くなっていることで、氷上制動性能及び氷上駆動性能が向上することがわかる。

実施例１と実施例７との比較から、凹部及び凸部の見込み角が６０度以上であることで、氷上制動性能及び氷上駆動性能が向上することがわかる。
実施例１と実施例８との比較から、平面視したときの凹部及び凸部の形状が凸形状であることで、氷上制動性能及び氷上駆動性能が向上することがわかる。

以上、本発明の空気入りタイヤ及びスタッドタイヤについて詳細に説明したが、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
１８ トレッドゴム部材
３０ トレッドパターン
４６ 孔（スタッドピン取付用孔）
４８ スタッドピン
５０Ａ，５０Ｂ 凹部
６０Ａ，６０Ｂ 凸部

Claims (12)

1. 空気入りタイヤであって、
   タイヤ周方向に環状をなしたトレッド部を備え、
   前記トレッド部は、
   スタッドピンが取り付けられる複数のスタッドピン取付用孔と、
   前記スタッドピン取付用孔のうち少なくとも１つのスタッドピン取付用孔の周りの前記トレッド部の表面の孔周辺領域においてタイヤ径方向内側に凹む一対の凹部と、を有し、
   前記凹部は、前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔のタイヤ周方向の両側に配置され、線状に延在し、
   前記トレッド部の表面を当該表面と垂直な方向に見たときの前記凹部の形状は、前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔に近づく側に突出した形状、あるいは、タイヤ周方向と平行な直線を横切る直線形状であり、
   前記トレッド部は、さらに、前記孔周辺領域においてタイヤ径方向外側に突出する一対の凸部を有し、
   前記凸部は、前記凹部よりも当該スタッドピン取付用孔から離れて配置され、前記凹部に沿って線状に延在している、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記突出した形状は円弧形状である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹部の凹み深さは、前記凸部の突出高さよりも長い、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記凸部の突出高さは、前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔に取り付けられたスタッドピンが当該スタッドピン取付用孔から突出する高さよりも低い、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記凸部は、前記延在方向に沿って突出高さの分布を有し、
   前記突出高さは、前記凸部の延在方向の両端の間の中央で最も高い、請求項１から４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記凸部は、前記延在方向に沿って幅の分布を有し、
   前記凸部の前記幅は、前記凸部の延在方向の両端の間の中央で最も広い、請求項１から５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記凹部は、前記延在方向に沿って凹み深さの分布を有し、
   前記凹み深さは、前記凹部の延在方向の両端の間の中央で最も深い、請求項１から６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記凹部は、前記延在方向に沿って幅の分布を有し、
   前記凹部の前記幅は、前記凹部の延在方向の両端の間の中央で最も広い、請求項１から７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔に対しタイヤ周方向の同じ側に位置する前記凹部と前記凸部との最大間隔は、当該凹部の幅の２倍の長さ以下である、請求項１から８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記空気入りタイヤは回転方向が指定されており、
    前記凹部のうち、前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔に対し前記回転方向と反対側に位置する第１の凹部は、前記回転方向の側に位置する第２の凹部と比べ、前記第１の凹部の最大幅が広いあるいは最大凹み深さが深い、請求項１から９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
11. 前記少なくとも１つのスタッドピン取付用孔と前記凹部との最小間隔は１ｍｍを超えている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の空気入りタイヤと、
    前記空気入りタイヤのスタッドピン取付用孔に取り付けられたスタッドピンと、を備えることを特徴とするスタッドタイヤ。

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