JPWO2018158798A1 - スタッドピン、及びスタッドタイヤ - Google Patents
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Abstract
スタッドピンは、路面と接触するための先端面を有するチップと、前記チップを保持するボディ部と、前記ボディ部の前記端面と反対側の端に接続した下部フランジと、を備える。前記下部フランジの輪郭形状は、前記輪郭形状に外接する仮想の矩形のうち、四辺の中で長さの最も短い辺が最小となる第１最小矩形、及び、四辺の中で長さの最も長い辺が最小となる第２最小矩形のうち、少なくともいずれか一方の最小矩形が、長さの異なる短辺及び長辺を備える、異方性形状である。前記輪郭形状は、前記長辺に平行な長手方向に向かって突出する４つ以上の第１凸部と、前記短辺に平行な短手方向に向かって突出する２つの第２凸部と、を備える。
Description
本発明は、タイヤに装着されるスタッドピン、及びスタッドタイヤに関する。
従来、氷雪路用のスタッドタイヤでは、トレッド部にスタッドピンが装着され、氷上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ピン埋め込み用孔（以降、単に孔ともいう）に埋め込まれる。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孔にスタッドピンを挿入することで、スタッドピンが孔及びトレッド部にきつく締め付けられてトレッド部に装着される。これにより、スタッドタイヤの転動中に路面から受ける制駆動力や横力によるスタッドピンの孔からの抜け落ちを防いでいる。
一般に、スタッドピンは、トレッド部に設けられたピン埋め込み用孔（以降、単に孔ともいう）に埋め込まれる。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孔にスタッドピンを挿入することで、スタッドピンが孔及びトレッド部にきつく締め付けられてトレッド部に装着される。これにより、スタッドタイヤの転動中に路面から受ける制駆動力や横力によるスタッドピンの孔からの抜け落ちを防いでいる。
例えば、スタッドピンは、スタッドタイヤから抜け落ちるとき、スタッドピンが、孔に対して回転しながら抜け落ちるため、スタッドピンの抜け落ちを防止するには、スタッドピンが孔に対して回転しないことが好ましい。この点から、スタッドピンの上部フランジあるいは下部フランジの輪郭形状は非円弧形状になっている場合が多い。
例えば、スタッドピンの下部フランジが、互いに反対方向に円弧状に突出した凸部と、凸部の突出方向に対して直交する直交方向に円弧状に凹んだ湾曲部と、を備えた輪郭形状であって、凸部の突出方向に沿った輪郭形状の長さが、上記直交方向に沿った輪郭形状の長さに比べて長い異方性を有するスタッドピンが知られている（特許文献１）。
例えば、スタッドピンの下部フランジが、互いに反対方向に円弧状に突出した凸部と、凸部の突出方向に対して直交する直交方向に円弧状に凹んだ湾曲部と、を備えた輪郭形状であって、凸部の突出方向に沿った輪郭形状の長さが、上記直交方向に沿った輪郭形状の長さに比べて長い異方性を有するスタッドピンが知られている（特許文献１）。
上記スタッドピンは、下部フランジの輪郭形状が非円弧形状の異方性形状であるので、スタッドピンは、ピン埋め込み用孔から抜け落ち難い。一般に、スタッドピンは、氷上路面からせん断力を受けると、スタッドピンが装着されたピン埋め込み用孔に対して転倒するように傾斜することで、この孔によるスタッドピンの締め付け力は低下する。これにより、ピン装着孔内でスタッドピンがその中心軸周りに回転し易くなる。さらに、氷上路面から大きなせん断力を受けると、ピン埋め込み用孔の締め付け力の低下によってスタッドピンは、スタッドピンが中心軸周りに回転し、これに伴ってせん断力に対してピン埋め込み用孔あるいはトレッド部がスタッドピンをピン埋め込み用孔内に保持しようとする抗力は低下して、ピン埋め込み用孔から抜け易くなる。
上部フランジあるいは下部フランジの輪郭形状を非円弧形状にした上記スタッドピンは、スタッドピンの抜け落ちを抑制することができるが、抜け落ちの初期要因となるスタッドピンの回転を抑制することは十分でない。スタッドピンの回転の抑制により、よりいっそうスタッドピンの抜け落ちを抑制することができると考えられる。
上部フランジあるいは下部フランジの輪郭形状を非円弧形状にした上記スタッドピンは、スタッドピンの抜け落ちを抑制することができるが、抜け落ちの初期要因となるスタッドピンの回転を抑制することは十分でない。スタッドピンの回転の抑制により、よりいっそうスタッドピンの抜け落ちを抑制することができると考えられる。
そこで、本発明は、スタッドタイヤのピン埋め込み用孔から抜け落ち難いスタッドピンであって、抜け落ちの初期要因となるスタッドピンの回転を抑制することができる、スタッドピン及びこのスタッドピンを装着したスタッドタイヤを提供することを目的とする。
本発明の一態様は、タイヤに装着されるスタッドピンである。当該スタッドピンは、
路面と接触するための先端面を有するチップと、
前記チップを一方の側の端面から突出させるように前記チップを保持するボディ部と、
前記ボディ部の前記端面と反対側の端に接続した下部フランジと、を備える。
前記チップ、前記ボディ部、及び前記下部フランジの配列方向から見た前記下部フランジの輪郭形状は、前記輪郭形状に外接する仮想の矩形のうち、四辺の中で長さの最も短い辺が最小となる第１最小矩形、及び、四辺の中で長さの最も長い辺が最小となる第２最小矩形のうち、少なくともいずれか一方の最小矩形が、長さの異なる短辺及び長辺を備える、異方性形状である。
前記輪郭形状は、前記長辺に平行な長手方向に向かって突出する４つ以上の第１凸部と、前記短辺に平行な短手方向に向かって突出する２つの第２凸部と、を備える。
路面と接触するための先端面を有するチップと、
前記チップを一方の側の端面から突出させるように前記チップを保持するボディ部と、
前記ボディ部の前記端面と反対側の端に接続した下部フランジと、を備える。
前記チップ、前記ボディ部、及び前記下部フランジの配列方向から見た前記下部フランジの輪郭形状は、前記輪郭形状に外接する仮想の矩形のうち、四辺の中で長さの最も短い辺が最小となる第１最小矩形、及び、四辺の中で長さの最も長い辺が最小となる第２最小矩形のうち、少なくともいずれか一方の最小矩形が、長さの異なる短辺及び長辺を備える、異方性形状である。
前記輪郭形状は、前記長辺に平行な長手方向に向かって突出する４つ以上の第１凸部と、前記短辺に平行な短手方向に向かって突出する２つの第２凸部と、を備える。
前記第１凸部は、２対の第１凸部で構成され、
前記輪郭形状は、前記対それぞれに対して、前記対それぞれの第１凸部の間に挟まれるように設けられ、前記輪郭形状の図心に向かって湾曲した第１凹部を２つ備え、
前記輪郭形状は、さらに、前記第２凸部それぞれと前記第１凸部の１つとの間に挟まれるように設けられ、前記図心に向かって湾曲し、前記第１凸部の１つに滑らかに接続した第２凹部を４つ備える、ことが好ましい。
前記輪郭形状は、前記対それぞれに対して、前記対それぞれの第１凸部の間に挟まれるように設けられ、前記輪郭形状の図心に向かって湾曲した第１凹部を２つ備え、
前記輪郭形状は、さらに、前記第２凸部それぞれと前記第１凸部の１つとの間に挟まれるように設けられ、前記図心に向かって湾曲し、前記第１凸部の１つに滑らかに接続した第２凹部を４つ備える、ことが好ましい。
前記第１凹部の凹み深さは、前記第２凹部の凹み深さと同じ、または、前記第２凹部の凹み深さに比べて深い、ことが好ましい。
前記２つの第１凹部は、前記図心を通る前記短手方向に平行な第１仮想直線に関して線対称形状を成していること、及び、前記図心を通る前記長手方向に平行な第２仮想直線に関して線対称形状を成していること、の少なくとも一方を満足する、ことが好ましい。
前記４つの第２凹部は、前記図心を通る前記短手方向に平行な第１仮想直線に関して線対称形状を成していること、及び、前記図心を通る前記長手方向に平行な第２仮想直線に関して線対称形状を成していること、の少なくとも一方を満足する、ことが好ましい。
前記２つの第２凸部は、前記長手方向に平行な２つの直線部を含み、前記直線部は、前記短手方向に最も突出した部分である、ことが好ましい。
前記２つの直線部は、前記図心を通る前記短手方向に平行な第１仮想直線に関して線対称形状を成していること、及び、前記図心を通る前記長手方向に平行な第２仮想直線に関して線対称形状を成していること、の少なくとも一方を満足する、ことが好ましい。
前記２つの第２凸部は、前記長手方向に平行な２つの直線部を含み、前記直線部は、前記短手方向に最も突出した部分であり、
前記２つの直線部のそれぞれの両端は、前記４つの第２凹部のうち２つの第２凹部と接続する、ことが好ましい。
前記２つの直線部のそれぞれの両端は、前記４つの第２凹部のうち２つの第２凹部と接続する、ことが好ましい。
本発明の他の一態様は、スタッドピンを装着したスタッドタイヤであって、
前記スタッドピンを、前記長手方向がタイヤ周方向に向くように装着したトレッド部を備える、ことを特徴とするスタッドタイヤである。
前記スタッドピンを、前記長手方向がタイヤ周方向に向くように装着したトレッド部を備える、ことを特徴とするスタッドタイヤである。
また、本発明の他の一態様は、スタッドピンを装着したスタッドタイヤであって、
前記スタッドピンを、前記短手方向がタイヤ周方向に向くように装着したトレッド部を備える、ことを特徴とするスタッドタイヤである。
前記スタッドピンを、前記短手方向がタイヤ周方向に向くように装着したトレッド部を備える、ことを特徴とするスタッドタイヤである。
上述のスタッドピン及びスタッドタイヤによれば、スタッドタイヤのピン埋め込み用孔から抜け落ち難いスタッドピンであって、抜け落ちの初期要因となるスタッドピンの回転を抑制することができる。
（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の外観斜視図である。
タイヤ１０は、トレッド部にスタッドピンが埋め込まれたタイヤである（図１，２では、スタッドピンは図示されていない）。
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 2012（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の外観斜視図である。
タイヤ１０は、トレッド部にスタッドピンが埋め込まれたタイヤである（図１，２では、スタッドピンは図示されていない）。
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 2012（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のタイヤ赤道線ＣＬ（図３参照）から離れる両側をいう。
（タイヤ構造）
タイヤ１０は、骨格材として、カーカスプライ１２と、ベルト１４と、ビードコア１６とを有する。タイヤ１０は、これらの骨格材の周りに、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。
タイヤ１０は、骨格材として、カーカスプライ１２と、ベルト１４と、ビードコア１６とを有する。タイヤ１０は、これらの骨格材の周りに、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１２のタイヤ径方向外側に２枚のベルト材１４ａ，１４ｂで構成したベルト１４が設けられている。ベルト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１２の膨張を抑制する。
ベルト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１４のタイヤ径方向外側からベルト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。
この他に、タイヤ１０は、ベルト１４のタイヤ径方向外側からベルト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、一例であるトレッドパターン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。図３では、トレッド部に装着されるスタッドピンの図示は省略されている。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の向きの情報は、タイヤ１０のサイドウォール表面に設けられた数字、記号（例えば、矢印の記号）等の情報表示部に示されている。スタッドピン（図４（ａ）参照）は、図３に示される複数のピン埋め込み用孔２９に装着される。
図３は、タイヤ１０の、一例であるトレッドパターン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。図３では、トレッド部に装着されるスタッドピンの図示は省略されている。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の向きの情報は、タイヤ１０のサイドウォール表面に設けられた数字、記号（例えば、矢印の記号）等の情報表示部に示されている。スタッドピン（図４（ａ）参照）は、図３に示される複数のピン埋め込み用孔２９に装着される。
トレッドパターン３０は、傾斜溝３２と、周方向連絡溝３４と、突出溝３６と、サイプ３８と、を有する。
傾斜溝３２は、タイヤ周方向（図３の上下方向）に所定の間隔で複数形成されている。
傾斜溝３２は、タイヤ回転方向Ｘ（図３では、下方向）と逆方向（図３では、上方向）に、かつタイヤ幅方向外側に延びている。傾斜溝３２は、タイヤ赤道線ＣＬの、タイヤ幅方向Ｗの一方の側の、タイヤ赤道線ＣＬの近傍の位置を始端として、タイヤ赤道線ＣＬを横切って、タイヤ幅方向Ｗの他方の側に向かって進み、パターンエンドＰＥに至る。
傾斜溝３２の溝幅は、タイヤ赤道線ＣＬの近傍の始端から徐々に大きくなっている。傾斜溝３２のタイヤ幅方向Ｗに対する傾斜は、始端を含むタイヤ赤道線ＣＬ近傍で最も小さく、タイヤ赤道線ＣＬを横切った後、タイヤ幅方向Ｗに対する傾斜角度が大きくなるように屈曲してタイヤ幅方向外側で、タイヤ回転方向Ｘと逆方向に進む。さらに、タイヤ幅方向外側に進むに連れて上記傾斜角度は、徐々に小さくなっている。このような傾斜溝３２は、タイヤ赤道線ＣＬの両側に設けられる。
トレッド部のタイヤ赤道線ＣＬを挟んだ一方の側に設けられる傾斜溝３２は、他方の側に設けられる傾斜溝３２に対してタイヤ周方向Ｃに対して位置ずれしており、一方の側に設けられる傾斜溝３２の始端は、他方の側に設けられる傾斜溝３２と接続されない構成となっている。
傾斜溝３２は、タイヤ周方向（図３の上下方向）に所定の間隔で複数形成されている。
傾斜溝３２は、タイヤ回転方向Ｘ（図３では、下方向）と逆方向（図３では、上方向）に、かつタイヤ幅方向外側に延びている。傾斜溝３２は、タイヤ赤道線ＣＬの、タイヤ幅方向Ｗの一方の側の、タイヤ赤道線ＣＬの近傍の位置を始端として、タイヤ赤道線ＣＬを横切って、タイヤ幅方向Ｗの他方の側に向かって進み、パターンエンドＰＥに至る。
傾斜溝３２の溝幅は、タイヤ赤道線ＣＬの近傍の始端から徐々に大きくなっている。傾斜溝３２のタイヤ幅方向Ｗに対する傾斜は、始端を含むタイヤ赤道線ＣＬ近傍で最も小さく、タイヤ赤道線ＣＬを横切った後、タイヤ幅方向Ｗに対する傾斜角度が大きくなるように屈曲してタイヤ幅方向外側で、タイヤ回転方向Ｘと逆方向に進む。さらに、タイヤ幅方向外側に進むに連れて上記傾斜角度は、徐々に小さくなっている。このような傾斜溝３２は、タイヤ赤道線ＣＬの両側に設けられる。
トレッド部のタイヤ赤道線ＣＬを挟んだ一方の側に設けられる傾斜溝３２は、他方の側に設けられる傾斜溝３２に対してタイヤ周方向Ｃに対して位置ずれしており、一方の側に設けられる傾斜溝３２の始端は、他方の側に設けられる傾斜溝３２と接続されない構成となっている。
タイヤ周方向Ｃに複数設けられる傾斜溝３２のうち隣り合う傾斜溝３２は、周方向連絡溝３４によって連通している。より詳細には、周方向連絡溝３４は、傾斜溝３２の１つの途中からタイヤ周方向Ｃに向かって延びて、タイヤ周方向Ｃに隣り合う傾斜溝３２を横切り、この隣り合う傾斜溝３２に対してさらにタイヤ周方向Ｃに隣り合う傾斜溝３２まで進む。すなわち、周方向連絡溝３４の始端は、傾斜溝３２の１つにあり、終端は、始端のある傾斜溝３２からタイヤ周方向Ｃに沿って２つ目の傾斜溝３２にある。このように、周方向連絡溝３４は、タイヤ周方向Ｃに沿って隣り合う３つの傾斜溝３２を接続するように設けられる。周方向連絡溝３４は、タイヤ回転方向Ｘと反対方向に進むにつれて、タイヤ赤道線ＣＬに近づくように、タイヤ周方向Ｃに対して傾斜している。
突出溝３６は、周方向連絡溝３４からタイヤ赤道線ＣＬの方向に向かって突出し、タイヤ赤道線ＣＬに到達する前に閉塞するように設けられている。
傾斜溝３２と周方向連絡溝３４によって、トレッド部の陸部は、センター領域とショルダー領域に分けられている。トレッド部のセンター領域及びショルダー領域の双方の領域には、傾斜溝３２及び周方向連絡溝３４に接続された複数のサイプ３８が設けられている。
さらに、トレッド部のセンター領域及びショルダー領域の双方の領域には、複数のピン埋め込み用孔２９が設けられている。
傾斜溝３２、周方向連絡溝３４、及び突出溝３６の溝深さは、例えば８．５〜１０．５ｍｍであり、溝幅の最大幅は１２ｍｍである。図３に示すトレッドパターンは一例であり、本実施形態のスタッドピンを装着するタイヤのトレッドパターンは、図３に示す形態に限定されない。
傾斜溝３２、周方向連絡溝３４、及び突出溝３６の溝深さは、例えば８．５〜１０．５ｍｍであり、溝幅の最大幅は１２ｍｍである。図３に示すトレッドパターンは一例であり、本実施形態のスタッドピンを装着するタイヤのトレッドパターンは、図３に示す形態に限定されない。
（スタッドピン）
図４（ａ），（ｂ）は、本実施形態のスタッドピン５０の外観斜視図と平面図である。
スタッドピン５０は、チップ５２と、ボディ部５４と、下部フランジ５６と、を備える。ボディ部５４は、上部フランジ５８と、シャンク部６０と、を備える。ボディ部５４及び下部フランジ５６は、タイヤ１０のピン埋め込み用孔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。
図４（ａ），（ｂ）は、本実施形態のスタッドピン５０の外観斜視図と平面図である。
スタッドピン５０は、チップ５２と、ボディ部５４と、下部フランジ５６と、を備える。ボディ部５４は、上部フランジ５８と、シャンク部６０と、を備える。ボディ部５４及び下部フランジ５６は、タイヤ１０のピン埋め込み用孔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。一実施形態によれば、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、ボディ部５４の上端面５４ａ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。
ボディ部５４は、チップ５２を一方の側の上端面５４ａから突出させるようにチップ５２を保持する部分であり、チップ５２が突出する方向とは反対側の方向に延在している。ボディ部５４の延在方向は、チップ５２、ボディ部５４、及び下部フランジ５６の配列方向でもあり、この方向を方向Ｈと表す。
ボディ部５４の上部フランジ５８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。チップ５２は、ボディ部５４の上端面５４ａで固定される。
下部フランジ５６は、タイヤ１０のトレッド部に埋め込まれる時、ピン埋め込み用孔２９の底に接触するように構成されている。下部フランジ５６は、ボディ部５４の上端面５４ａと反対側のシャンク部６０の端に接続されている。
シャンク部６０は、上部フランジ５８と下部フランジ５６を接続する部分で、シャンク部６０の、方向Ｈに直交する断面は、上部フランジ５８及び下部フランジ５６それぞれの断面に比べて細い。
ボディ部５４及び下部フランジ５６の材料は特に制限されないが、チップ５２の材料と異なっていることが好ましい。一実施形態によれば、ボディ部５４及び下部フランジ５６は、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る。
ボディ部５４の上部フランジ５８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。チップ５２は、ボディ部５４の上端面５４ａで固定される。
下部フランジ５６は、タイヤ１０のトレッド部に埋め込まれる時、ピン埋め込み用孔２９の底に接触するように構成されている。下部フランジ５６は、ボディ部５４の上端面５４ａと反対側のシャンク部６０の端に接続されている。
シャンク部６０は、上部フランジ５８と下部フランジ５６を接続する部分で、シャンク部６０の、方向Ｈに直交する断面は、上部フランジ５８及び下部フランジ５６それぞれの断面に比べて細い。
ボディ部５４及び下部フランジ５６の材料は特に制限されないが、チップ５２の材料と異なっていることが好ましい。一実施形態によれば、ボディ部５４及び下部フランジ５６は、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る。
本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、チップ５２を方向Ｈから見た場合、チップ５２の先端面の輪郭形状は、円形状である。一実施形態によれば、チップ５２の先端面の輪郭形状は、楕円形状、複数の円弧形状を組み合わせた曲線形状、凸多角形形状、凹多角形形状、これらの形状の一部を直線形状、凹部を成した円弧形状、あるいは凹凸を成した波線形状に変更した形状であることも好ましい。
本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、上部フランジ５８を方向Ｈから見た場合、上部フランジ５８の輪郭形状は、円形状である。しかし、一実施形態によれば、上部フランジ５８の輪郭形状は、楕円形状、複数の円弧形状を組み合わせた曲線形状、凸多角形形状、凹多角形形状、これらの形状の一部を直線形状、凹部を成した円弧形状、あるいは凹凸を成した波線形状に変更した形状であることも好ましい。
方向Ｈから下部フランジ５６を見た下部フランジ５６の輪郭形状６２は異方性形状である。ここで、異方性形状は、図４（ｂ）に示すように、輪郭形状６２に外接する種々の方向に傾斜した仮想の矩形のうち、四辺の中で長さの最も短い辺が最小となる第１最小矩形、及び、四辺の中で長さの最も長い辺が最小となる第２最小矩形のうち、少なくともいずれか一方の最小矩形が、長さの異なる短辺及び長辺を備える、形状である。図４（ｂ）には、第１最小矩形１００が示されている。この場合、第１最小矩形１００は長さの最も短い辺が最小となる辺１００ａを有する。第１最小矩形１００は、第２最小矩形でもある。すなわち、第２最小矩形は、長さの最も長い辺が最小となる辺１００ｂを有する。第２最小矩形でもある第１最小矩形１００の各辺のうち辺１００ａは短辺であり、辺１００ｂは長辺である。このように、下部フランジ５６の輪郭形状６２は異方性形状である。
このような異方性形状の下部フランジ５６の輪郭形状６２は、長辺（辺１００ｂ）に平行な長手方向Ｌに向かって突出する４つの第１凸部Ｆ１と、短辺（辺１００ａ）に平行な短手方向Ｓに向かって突出する２つの第２凸部Ｆ２と、を備える。以降、辺１００ｂは、長辺１００ｂといい、辺１００ａは短辺１００ａという。
ここで、第１凸部Ｆ１とは、第１最小矩形１００の中心（２つの対角線の交点）を通る短手方向Ｓに平行な直線から短辺１００ａまでの距離の半分以上、上記平行な直線から長手方向Ｌに離れた領域内にあって、長手方向Ｌに対して凸形状を成した部分を意味する。凸形状とは、輪郭形状６２のある点から輪郭形状６２の外周に沿って両側に進むほど上記平行な直線（第１最小矩形１００の中心を通る短手方向Ｓに平行な直線）に近づく部分の形状をいう。
第２凸部Ｆ２とは、第１最小矩形１００の中心（２つの対角線の交点）を通る長手方向Ｌに平行な直線から長辺１００ｂまでの距離の半分以上、上記平行な直線から短手方向Ｓに離れた領域内にあって、短手方向Ｓに対して凸形状を成した部分である。凸形状とは、輪郭形状６２のある点から輪郭形状６２の外周に沿って両側に進むほど上記平行な直線（第１最小矩形１００の中心を通る長手方向Ｌに平行な直線）に近づく部分の形状をいう。
ここで、第１凸部Ｆ１とは、第１最小矩形１００の中心（２つの対角線の交点）を通る短手方向Ｓに平行な直線から短辺１００ａまでの距離の半分以上、上記平行な直線から長手方向Ｌに離れた領域内にあって、長手方向Ｌに対して凸形状を成した部分を意味する。凸形状とは、輪郭形状６２のある点から輪郭形状６２の外周に沿って両側に進むほど上記平行な直線（第１最小矩形１００の中心を通る短手方向Ｓに平行な直線）に近づく部分の形状をいう。
第２凸部Ｆ２とは、第１最小矩形１００の中心（２つの対角線の交点）を通る長手方向Ｌに平行な直線から長辺１００ｂまでの距離の半分以上、上記平行な直線から短手方向Ｓに離れた領域内にあって、短手方向Ｓに対して凸形状を成した部分である。凸形状とは、輪郭形状６２のある点から輪郭形状６２の外周に沿って両側に進むほど上記平行な直線（第１最小矩形１００の中心を通る長手方向Ｌに平行な直線）に近づく部分の形状をいう。
本実施形態では、下部フランジ５６の輪郭形状６２は、４つの第１凸部Ｆ１と、２つの第２凸部Ｆ２と、を備え、２つの第１凸部Ｆ１は長手方向Ｌのうち第１の方向に向き、残りの２つの第１凸部Ｆ１は第１の方向と反対側の第２の方向に向き、１つの第２凸部Ｆ２は短手方向Ｓのうち第３の方向に向き、残りの１つの第２凸部Ｆ２は第３の方向と反対側の第４の方向に向く。長手方向Ｌの第１の方向に向く第１凸部Ｆ１の数と、第２の方向に向く第１凸部Ｆ１の数は、同じである。一実施形態によれば、３つの第１凸部Ｆ１は長手方向Ｌの第１の方向に向き、残りの１つの第１凸部Ｆ１は第１の方向と反対側の第２の方向に向き、１つの第２凸部Ｆ２は短手方向Ｓの第３の方向に向き、残りの１つの第２凸部Ｆ２は第３の方向と反対側の第４の方向に向くことも好ましい。
また、一実施形態によれば、下部フランジ５６の輪郭形状６２は、５つ、６つ、あるいは７つの第１凸部Ｆ１と、２つの第２凸部Ｆ２と、を備えることも好ましい。この場合、長手方向Ｌの第１の方向に向く第１凸部Ｆ１の数と、第２の方向に向く第１凸部Ｆ１の数は、同じであってもよく、あるいは異なってもよい。
また、一実施形態によれば、下部フランジ５６の輪郭形状６２は、５つ、６つ、あるいは７つの第１凸部Ｆ１と、２つの第２凸部Ｆ２と、を備えることも好ましい。この場合、長手方向Ｌの第１の方向に向く第１凸部Ｆ１の数と、第２の方向に向く第１凸部Ｆ１の数は、同じであってもよく、あるいは異なってもよい。
本実施形態では、下部フランジ５６の輪郭形状６２は、４つの第１凸部Ｆ１と、２つの第２凸部Ｆ２と、を備えることにより、タイヤ１０のピン埋め込み用孔２９から抜け落ち難いスタッドピン５０であって、抜け落ちの初期要因となるスタッドピン５０の回転を抑制することができる。
具体的には、下部フランジ５６の輪郭形状６２は、長辺１００ｂに沿って大きな第２凸部Ｆ２を備えるので、氷上路面からせん断力を受けたスタッドピン５０が傾斜してピン埋め込み用孔から抜け出す動きを阻止する保持力が高くなる。このため、スタッドピン５０は、ピン埋め込み用孔２９から抜け難い。
一方、スタッドピン５０がピン埋め込み用孔２９から抜け落ちる前に、上述したように、スタッドピン５０はピン埋め込み用孔２９内で回転する。この回転に伴って、氷上路面から受けるせん断力に対してピン埋め込み用孔２９あるいはトレッドゴム１８がスタッドピン５０をピン埋め込み用孔２９内に保持しようとする抗力は低下して、ピン埋め込み用孔２９から抜け易くなる。しかし、スタッドピン５０の下部フランジ５６の輪郭形状６２は第１凸部Ｆ１を４つ備え、凹凸が複数存在し、この凹凸に対応して変形したトレッドゴム１８が変形した状態で下部フランジ５６を締め付けてピン埋め込み用孔２９に固定するので、氷上路面からせん断力を受けて転倒する方向にスタッドピン５０が傾斜することによって生じるスタッドピン５０とピン埋め込み用孔２９との間の隙間が形成され難い。このため、トレッドゴム１８（ピン埋め込み用孔の内壁面）による下部フランジ５６の強い締め付けは維持され、スタッドピン５０の抜け落ちの初期要因となるピン埋め込み用孔２９内でのスタッドピン５０の回転を抑制することができる。したがって、本実施形態のスタッドピン５０は、下部フランジの輪郭形状が非円弧形状である従来のスタッドピンに比べてよりいっそうスタッドピン５０の抜け落ちを抑制することができる。さらに、氷上路面からスタッドピン５０がせん断力を受けても、スタッドピン５０とピン埋め込み用孔２９との間の隙間が形成され難いので、スタッドピン５０はピン埋め込み用孔２９内で位置の変動が生じ難い（ぐらぐらしない）。このため、スタッドピン５０はピン埋め込み用孔２９から抜け落ち難い他、氷上路面からスタッドピン５０が受けたせん断力はベルト１４に効率よく伝達され、さらに、スタッドタイヤ１０全体、さらには、スタッドタイヤ１０を装着した車両に伝達されるので、氷上路面での制駆動性あるいは操縦性が向上する。
一方、スタッドピン５０がピン埋め込み用孔２９から抜け落ちる前に、上述したように、スタッドピン５０はピン埋め込み用孔２９内で回転する。この回転に伴って、氷上路面から受けるせん断力に対してピン埋め込み用孔２９あるいはトレッドゴム１８がスタッドピン５０をピン埋め込み用孔２９内に保持しようとする抗力は低下して、ピン埋め込み用孔２９から抜け易くなる。しかし、スタッドピン５０の下部フランジ５６の輪郭形状６２は第１凸部Ｆ１を４つ備え、凹凸が複数存在し、この凹凸に対応して変形したトレッドゴム１８が変形した状態で下部フランジ５６を締め付けてピン埋め込み用孔２９に固定するので、氷上路面からせん断力を受けて転倒する方向にスタッドピン５０が傾斜することによって生じるスタッドピン５０とピン埋め込み用孔２９との間の隙間が形成され難い。このため、トレッドゴム１８（ピン埋め込み用孔の内壁面）による下部フランジ５６の強い締め付けは維持され、スタッドピン５０の抜け落ちの初期要因となるピン埋め込み用孔２９内でのスタッドピン５０の回転を抑制することができる。したがって、本実施形態のスタッドピン５０は、下部フランジの輪郭形状が非円弧形状である従来のスタッドピンに比べてよりいっそうスタッドピン５０の抜け落ちを抑制することができる。さらに、氷上路面からスタッドピン５０がせん断力を受けても、スタッドピン５０とピン埋め込み用孔２９との間の隙間が形成され難いので、スタッドピン５０はピン埋め込み用孔２９内で位置の変動が生じ難い（ぐらぐらしない）。このため、スタッドピン５０はピン埋め込み用孔２９から抜け落ち難い他、氷上路面からスタッドピン５０が受けたせん断力はベルト１４に効率よく伝達され、さらに、スタッドタイヤ１０全体、さらには、スタッドタイヤ１０を装着した車両に伝達されるので、氷上路面での制駆動性あるいは操縦性が向上する。
図５は、一実施形態の下部フランジ５６の輪郭形状６２を説明する図である。
一実施形態によれば、図５に示すように、第１凸部Ｆ１は、２対の第１凸部Ｆ１で構成される。すなわち、図５の紙面において、長手方向Ｌのうち左方向に突出した２つの第１凸部Ｆ１を１つの対とし、長手方向Ｌのうち右方向に突出した２つの第１凸部Ｆ１をもう１つの対とする。このとき、下部フランジ５６の輪郭形状６２は、２対のそれぞれに対して、対それぞれの第１凸部Ｆ１の間に挟まれように設けられ、輪郭形状６２の図心Ｇに向かって湾曲した第１凹部Ｆ３を２つ備えることが好ましい。このとき、輪郭形状６２は、さらに、第２凸部Ｆ２それぞれと第１凸部Ｆ１の１つとの間に挟まれるように設けられ、図心Ｇに向かって湾曲し、第１凸部Ｆ１の１つに滑らかに接続した第２凹部Ｆ４を４つ備えることが好ましい。
一実施形態によれば、図５に示すように、第１凸部Ｆ１は、２対の第１凸部Ｆ１で構成される。すなわち、図５の紙面において、長手方向Ｌのうち左方向に突出した２つの第１凸部Ｆ１を１つの対とし、長手方向Ｌのうち右方向に突出した２つの第１凸部Ｆ１をもう１つの対とする。このとき、下部フランジ５６の輪郭形状６２は、２対のそれぞれに対して、対それぞれの第１凸部Ｆ１の間に挟まれように設けられ、輪郭形状６２の図心Ｇに向かって湾曲した第１凹部Ｆ３を２つ備えることが好ましい。このとき、輪郭形状６２は、さらに、第２凸部Ｆ２それぞれと第１凸部Ｆ１の１つとの間に挟まれるように設けられ、図心Ｇに向かって湾曲し、第１凸部Ｆ１の１つに滑らかに接続した第２凹部Ｆ４を４つ備えることが好ましい。
下部フランジ５６の輪郭形状６２は第１凹部Ｆ３を備えることにより、下部フランジ５６がピン埋め込み用孔２９の内壁面と接触する、短手方向Ｓに沿った接触面の面積を大きくすることができ、スタッドピン５０がピン埋め込み用孔から抜け出す動きを阻止する保持力は向上する。このため、スタッドピン５０のピン埋め込み用孔２９からの抜け落ちは抑制される。
また、下部フランジ５６の輪郭形状６２は第２凹部Ｆ４を４箇所に備えることにより、輪郭形状６２の周に沿って４つの窪みができるので、スタッドピン５０をピン埋め込み用孔２９に埋め込むときに用いるスタッドピン装着装置の装着フィンガーが、スタッドピン５０の下部フランジ５６を把持し易い。すなわち、装着フィンガーは、異方性形状の下部フランジ５６を把持する時、異方性形状の向きが適切な向きになるように把持してスタッドピン５０をピン埋め込み用孔２９に埋め込むことができ、ピン打ち込み性が向上する。
また、下部フランジ５６の輪郭形状６２は第２凹部Ｆ４を４箇所に備えることにより、輪郭形状６２の周に沿って４つの窪みができるので、スタッドピン５０をピン埋め込み用孔２９に埋め込むときに用いるスタッドピン装着装置の装着フィンガーが、スタッドピン５０の下部フランジ５６を把持し易い。すなわち、装着フィンガーは、異方性形状の下部フランジ５６を把持する時、異方性形状の向きが適切な向きになるように把持してスタッドピン５０をピン埋め込み用孔２９に埋め込むことができ、ピン打ち込み性が向上する。
一実施形態によれば、図５に示すように、第１凹部Ｆ３の凹み深さは、第２凹部Ｆ４の凹み深さと同じ、または、第２凹部Ｆ４の凹み深さに比べて深い、ことが好ましい。ここで、凹み深さとは、第１凹部Ｆ３及び第２凹部Ｆ４を挟む両側の２つの第１凸部Ｆ１に接する直線、あるいは１つの第１凸部Ｆ１と１つの第２凸部Ｆ２に接する直線から、第１凹部Ｆ３及び第２凹部Ｆ４それぞれにおいて最も遠くに位置する点までの距離をいう。このような凹み深さが定められた形状により、下部フランジ５６がピン埋め込み用孔２９の内壁面と接触する短手方向Ｓに沿った接触面の面積を大きくすることができるとともに短手方向Ｓに沿った辺の凹みが大きくなるので、スタッドピン５０の回転をより一層抑制することができる。さらに、スタッドピン５０がピン埋め込み用孔２９から抜け出す動きを阻止する保持力が高くなる。
一実施形態によれば、第１凹部Ｆ３の湾曲形状及び第２凹部Ｆ４の湾曲形状は、曲率半径によって定まる円弧形状であることが好ましい。第１凹部Ｆ３の湾曲形状及び第２凹部Ｆ４の湾曲形状が単一の曲率半径で形成されている場合、第１凹部Ｆ３の曲率半径は、第２凹部Ｆ４の曲率半径以下であることが好ましい。例えば、第１凹部Ｆ３の曲率半径は、第２凹部Ｆ４の曲率半径の５０％以下であることが上記保持力を向上させる点で好ましい。
一実施形態によれば、第１凹部Ｆ３の湾曲形状及び第２凹部Ｆ４の湾曲形状は、曲率半径によって定まる円弧形状であることが好ましい。第１凹部Ｆ３の湾曲形状及び第２凹部Ｆ４の湾曲形状が単一の曲率半径で形成されている場合、第１凹部Ｆ３の曲率半径は、第２凹部Ｆ４の曲率半径以下であることが好ましい。例えば、第１凹部Ｆ３の曲率半径は、第２凹部Ｆ４の曲率半径の５０％以下であることが上記保持力を向上させる点で好ましい。
一実施形態によれば、図５に示すように、２つの第２凸部Ｆ２は、長手方向Ｌに平行な２つの直線部Ｆ５を含み、直線部Ｆ５は、短手方向Ｓに最も突出した部分であることが好ましい。このような構成により、スタッドピン５０をピン埋め込み用孔２９に埋め込むときに用いるスタッドピン装着装置の装着フィンガーが、スタッドピン５０の下部フランジ５６を把持し易くなる。例えば、直線部Ｆ５を装着フィンガーの把持位置とする場合、装着フィンガーの把持位置が直線部Ｆ５内の所定の位置から外れたとしても、装着フィンガーが把持する直線部Ｆ５の範囲は広いので、スタッドピン５０を安定して把持することができる。このため、スタッドピン５０のピン埋め込み用孔２９への埋め込みを失敗する回数は低くなる。
図６（ａ）〜（ｄ）は、図５に示す輪郭形状６２を有する下部フランジ５６を把持するスタッドピン装着装置の装着フィンガーの把持位置の例を示す図である。図６（ａ）〜（ｄ）において、“△”で示された位置で、装着フィンガーが把持することを示している。図６（ａ），（ｂ）は、装着フィンガーが４本である場合を、図６（ｃ），（ｄ）は、装着フィンガーが３本である場合を、示している。図６（ａ）〜（ｄ）に示す例では、少なくとも２つの凹部を把持位置とし、残りの把持位置を直線部Ｆ５あるいは凹部とする。このように、３本の装着フィンガーであっても、４本の装着フィンガーであっても、装着フィンガーは、下部フランジ５６の凹部の位置でスタッドピン５０を把持する形態が複数あるので、装着フィンガーの種類によらず安定してスタッドピン５０をピン埋め込み用孔２９に埋め込むことができる。
一実施形態によれば、図５に示すように、２つの第１凹部Ｆ３は、図心Ｇを通る短手方向Ｓに平行な第１仮想直線ＡＬ１（図５参照）に関して線対称形状を成していること、及び、図心Ｇを通る長手方向Ｌに平行な第２仮想直線ＡＬ２（図５参照）に関して線対称形状を成していること、の少なくとも一方を満足する、ことが好ましい。これにより、スタッドピン５０をピン埋め込み用孔２９に埋め込む際、装着フィンガーは、スタッドピン５０を目標とする向きに揃えて把持することが容易にできる。
一実施形態によれば、図５に示すように、４つの第２凹部Ｆ４は、図心Ｇを通る短手方向Ｓに平行な第１仮想直線ＡＬ１に関して線対称形状を成していること、及び、図心Ｇを通る長手方向Ｌに平行な第２仮想直線ＡＬ２に関して線対称形状を成していること、の少なくとも一方を満足する、ことが好ましい。これにより、スタッドピン５０をピン埋め込み用孔２９に埋め込む際、装着フィンガーは、スタッドピン５０を目標とする向きに揃えて把持することが容易にできる。
一実施形態によれば、図５に示すように、輪郭形状６２は２つの直線部Ｆ５を備える場合、２つの直線部Ｆ５は、図心Ｇを通る短手方向Ｓに平行な第１仮想直線ＡＬ１に関して線対称形状を成していること、及び、図心Ｇを通る長手方向Ｌに平行な第２仮想直線ＡＬ２に関して線対称形状を成していること、の少なくとも一方を満足することが好ましい。これにより、スタッドピン５０をピン埋め込み用孔２９に埋め込む際、装着フィンガーは、スタッドピン５０を目標とする向きに揃えて把持することが容易にできる。
一実施形態によれば、図５に示すように、２つの第２凸部Ｆ２は、長手方向Ｌに平行な２つの直線部Ｆ５を含み、直線部Ｆ５は、短手方向Ｓに最も突出した部分であり、２つの直線部Ｆ５のそれぞれの両端は、４つの第２凹部Ｆ４のうち２つの第２凹部Ｆ４と接続する、ことが好ましい。すなわち、１つの第２凸部Ｆ２は、１つの直線部Ｆ５と、２つの第２凹部Ｆ４とによって形成されることが好ましい。これにより、下部フランジ５６は、短手方向Ｓに突出した大きな第２凸部Ｆ２を有することになるので、スタッドピン５０がピン埋め込み用孔２９から抜け出す動きを阻止する保持力が高くなる。
このように、下部フランジ５６の輪郭形状６２が異方性形状であるスタッドピン５０は、タイヤに装着される。図７（ａ），（ｂ）は、タイヤに装着されるスタッドピン５０の向きを説明する図である。
図７（ａ）は、下部フランジ５６の長手方向Ｌがタイヤ幅方向Ｗに向き、短手方向Ｓがタイヤ周方向Ｃに向くように配置方向を定めて、ピン埋め込み用孔２９に埋め込む例である。図７（ｂ）は、下部フランジ５６の短手方向Ｓがタイヤ幅方向Ｗに向き、長手方向Ｌがタイヤ周方向Ｃに向くようにスタッドピン５０の配置の向きを定めて、ピン埋め込み用孔２９に埋め込む例である。
図７（ａ）は、下部フランジ５６の長手方向Ｌがタイヤ幅方向Ｗに向き、短手方向Ｓがタイヤ周方向Ｃに向くように配置方向を定めて、ピン埋め込み用孔２９に埋め込む例である。図７（ｂ）は、下部フランジ５６の短手方向Ｓがタイヤ幅方向Ｗに向き、長手方向Ｌがタイヤ周方向Ｃに向くようにスタッドピン５０の配置の向きを定めて、ピン埋め込み用孔２９に埋め込む例である。
図７（ａ）に示すように、短手方向Ｓがタイヤ周方向Ｃになるようにスタッドピン５０を配置した場合、横力をせん断力として受けたスタッドピン５０は、ピン埋め込み用孔２９内で転倒するように傾斜しようとするが、下部フランジ５６の４つの第１凸部Ｆ１によって作られる凹凸に対応して変形したトレッドゴム１８が下部フランジ５６をピン埋め込み用孔２９の内壁面で強く締め付けているので、タイヤ幅方向Ｗにスタッドピン５０が傾斜することによって生じるスタッドピン５０とピン埋め込み用孔２９との間の隙間が形成され難い（ぐらぐらしない）。このため、スタッドピン５０はピン埋め込み用孔２９内で回転し難いので、スタッドピン５０のピン埋め込み用孔２９からの抜け落ちは抑制される他、横力は、スタッドピン５０からトレッドゴム１８を介してベルト１４に効率よく伝達されるので、横力に対するスタッドタイヤの応答は早くなる。また、第２凹部Ｆ４は、タイヤ幅方向Ｗに対して傾斜した方向に向いた部分であるので、タイヤの旋回中、制駆動が付加されてスタッドピン５０が受ける横力の向きが傾斜しても、ピン埋め込み用孔２９の内壁面による、第２凹部Ｆ４及び第２凹部Ｆ４を挟んだ両側の凸部（第１凸部Ｆ１及び第２凸部Ｆ２）への締め付けにより、横力に対するスタッドタイヤの応答は早くなる。このように、旋回時における耐ピン抜け性および雪氷路面上の操縦性が向上する。さらに、下部フランジ５６の輪郭形状６２は、タイヤ周方向Ｃに向いた大きな第２凸部Ｆ２を備えるので、制動あるいは駆動時に大きな制駆動力をスタッドピン５０が受けても、スタッドピン５０が傾斜してピン埋め込み用孔から抜け出す動きを阻止する保持力が高くなる。このため、氷上路面における制駆動性は向上するほか、制駆動時の耐ピン抜け性も向上する。
一方、図７（ｂ）に示すように、長手方向Ｌがタイヤ周方向Ｃになるようにスタッドピン５０を配置した場合、制動力あるいは駆動力をせん断力として受けたスタッドピン５０は、ピン埋め込み用孔２９内で転倒するように傾斜しようとするが、下部フランジ５６の４つの第１凸部Ｆ１によって作られる凹凸に対応して変形したトレッドゴム１８が下部フランジ５６をピン埋め込み用孔２９の内壁面で強く締め付けているので、氷上路面からタイヤ周方向Ｃにスタッドピン５０が傾斜することによって生じるスタッドピン５０とピン埋め込み用孔２９との間の隙間が形成され難い（ぐらぐらしない）。このため、スタッドピン５０はピン埋め込み用孔２９内で回転し難いので、スタッドピン５０のピン埋め込み用孔２９からの抜け落ちは抑制される他、制駆動力は、スタッドピン５０からトレッドゴム１８を介してベルト１４に効率よく伝達されるので、制動に対するスタッドタイヤの応答は早くなる。すなわち、氷上制動性は向上する。また、第２凹部Ｆ４は、タイヤ周方向Ｗに対して傾斜した方向に向いた部分であるので、制駆動時にスリップ角がついてスタッドピン５０が受ける制駆動力の向きが傾斜しても、ピン埋め込み用孔２９の内壁面による、第２凹部Ｆ４及び第２凹部Ｆ４を挟んだ両側の凸部（第１凸部Ｆ１及び第２凸部Ｆ２）への強い締め付けにより、制駆動に対するスタッドタイヤの応答は早くなる。このように、制駆動時における耐ピン抜け性および雪氷路面上の制駆動性が向上する。さらに、下部フランジ５６の輪郭形状６２は、タイヤ幅方向Ｗに向いた大きな第２凸部Ｆ２を備えるので、旋回時に大きな横力をスタッドピン５０が受けても、スタッドピン５０が傾斜してピン埋め込み用孔から抜け出す動きを阻止する保持力が高くなる。このため、氷上路面における操縦性は向上するほか、旋回時の耐ピン抜け性も向上する。
このように、スタッドタイヤの目標値する特性に応じて、スタッドピン５０の向きを設定することができる。
また、一実施形態によれば、トレッド部のタイヤ赤道線ＣＬ側の内側領域に装着するスタッドピン５０の向きを、図７（ａ），（ｂ）に示すいずれか一方の向きに定め、この内側領域に対してタイヤ幅方向外側にある外側領域に装着するスタッドピン５０の向きを、図７（ａ），（ｂ）に示す残りの向きに定めることも好ましい。トレッド部のタイヤ幅方向の位置で、制駆動性及び操縦性に与える影響度が異なるため、効率よく制駆動性及び操縦性を向上させるには、スタッドピン５０を装着するタイヤ幅方向の位置に応じて、図７（ａ），（ｂ）に示すスタッドピン５０のいずれか一方の向きを択一的に選択することが好ましい。
また、一実施形態によれば、トレッド部のタイヤ赤道線ＣＬ側の内側領域に装着するスタッドピン５０の向きを、図７（ａ），（ｂ）に示すいずれか一方の向きに定め、この内側領域に対してタイヤ幅方向外側にある外側領域に装着するスタッドピン５０の向きを、図７（ａ），（ｂ）に示す残りの向きに定めることも好ましい。トレッド部のタイヤ幅方向の位置で、制駆動性及び操縦性に与える影響度が異なるため、効率よく制駆動性及び操縦性を向上させるには、スタッドピン５０を装着するタイヤ幅方向の位置に応じて、図７（ａ），（ｂ）に示すスタッドピン５０のいずれか一方の向きを択一的に選択することが好ましい。
（実施例、従来例、比較例）
下部フランジの輪郭形状が異なるスタッドピンを種々作製し、作製したスタッドピンを図１〜３に示すタイヤ１０に埋め込んでスタッドタイヤを作製し、スタッドタイヤを試験車である乗用車に装着して、スタッドピンを評価した。
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。スタッドピンの評価項目は、以下の通りである。
下部フランジの輪郭形状が異なるスタッドピンを種々作製し、作製したスタッドピンを図１〜３に示すタイヤ１０に埋め込んでスタッドタイヤを作製し、スタッドタイヤを試験車である乗用車に装着して、スタッドピンを評価した。
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。スタッドピンの評価項目は、以下の通りである。
（耐ピン抜け性）
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上を試験車が１５０００ｋｍ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。比率が９５％以上であるとピン抜けに関して実用上問題ないと評価することができる。
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上を試験車が１５０００ｋｍ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。比率が９５％以上であるとピン抜けに関して実用上問題ないと評価することができる。
（氷上制動性）
氷上路面上を試験車が走行し、速度３０ｋｍ／時から制動を開始し、５ｋｍ／時になるまでの走行距離を制動距離として計測した。従来例の制動距離の逆数を基準（指数１００）として、各例における制動距離の逆数を指数化した。指数が高いほど、制動距離は短く、氷上制動性が優れていることを意味する。
氷上路面上を試験車が走行し、速度３０ｋｍ／時から制動を開始し、５ｋｍ／時になるまでの走行距離を制動距離として計測した。従来例の制動距離の逆数を基準（指数１００）として、各例における制動距離の逆数を指数化した。指数が高いほど、制動距離は短く、氷上制動性が優れていることを意味する。
（氷上操縦性）
２名の評価ドライバーそれぞれが、整備されたクローズドコースの氷上路面上を試験車で走行し、操縦性の主観評価を行った。従来例の評価を基準（指数１００）として、２名の評点を平均化して指数化した。指数が高いほど、氷上操縦性が優れていることを意味する。
２名の評価ドライバーそれぞれが、整備されたクローズドコースの氷上路面上を試験車で走行し、操縦性の主観評価を行った。従来例の評価を基準（指数１００）として、２名の評点を平均化して指数化した。指数が高いほど、氷上操縦性が優れていることを意味する。
（ピン打ち安定性）
スタッドピン装着装置の装着フィンガーでスタッドピンを把持してタイヤにスタッドピンを装着し、正常にスタッドピンをピン埋め込み用孔２９に装着できた比率を求めた。スタッドピンがピン埋め込み用孔２９に対して斜めに埋め込まれ、また、ピン埋め込み用孔２９に埋め込めなかった回数をＮＧ数とし、タイヤに装着したスタッドピンの全数に対するＮＧ数の比率（％）を１００％から差し引いた値を、ピン打ち安定性として求めた。ピン打ち安定性（％）は９５％以上であれば、ピン打ち安定性が高いといえる。
スタッドピン装着装置の装着フィンガーでスタッドピンを把持してタイヤにスタッドピンを装着し、正常にスタッドピンをピン埋め込み用孔２９に装着できた比率を求めた。スタッドピンがピン埋め込み用孔２９に対して斜めに埋め込まれ、また、ピン埋め込み用孔２９に埋め込めなかった回数をＮＧ数とし、タイヤに装着したスタッドピンの全数に対するＮＧ数の比率（％）を１００％から差し引いた値を、ピン打ち安定性として求めた。ピン打ち安定性（％）は９５％以上であれば、ピン打ち安定性が高いといえる。
下記表１，２には、従来例、比較例、及び実施例の各仕様と評価結果を示す。
表１，２に記載の“輪郭形状に外接する第１，２最小矩形の形状”とは、図４（ｂ）に示す第１，２最小矩形の形状のいずれか一方の形状をいう。従来例における“円形状”は、第１，２最小矩形の形状ではなく、下部フランジの輪郭形状そのものをいう。比較例３、４及び各実施例における“長方形”の短辺の長さに対する長辺の長さの比は１：１．１３とした。
表１，２に記載の“突出部数（第１凸部Ｆ１, 第２凸部Ｆ２）”において、第１凸部Ｆ１の数が偶数の場合は、長手方向の両側の方向に突出した数が同じになるようにした。第２凸部Ｆ２の数はいずれも偶数であり、短手方向Ｓの両側の方向に突出した数が同じになるようにした。第１凸部Ｆ１の数が３の場合は、長手方向の両側の方向に突出した数が２，１になるようにし、第１凸部Ｆ１の数が５の場合は、長手方向の両側の方向に突出した数が３，２になるようにした。
表１，２に記載の“第１凹部Ｆ３の凹み深さ>or=or<第２凹部Ｆ４の凹み深さ”では、“Ｆ３＝Ｆ４”については、凹み深さが同じであること、“Ｆ３＞Ｆ４”については、第１凹部Ｆ３の凹み深さが第２凹部Ｆ４の凹み深さに比べて深いこと、“Ｆ３＜Ｆ４”は、第２凹部Ｆ４の凹み深さが第１凹部Ｆ３の凹み深さに比べて深いことを、それぞれ表す。
ここで、比較例１，４における第１凸部Ｆ１の数が２つの場合、第１凹部Ｆ３は無い。このときの第２凹部Ｆ４の凹み深さは、比較例２，３における第２凹部Ｆ４の凹み深さとした。
表１，２に記載の“輪郭形状に外接する第１，２最小矩形の形状”とは、図４（ｂ）に示す第１，２最小矩形の形状のいずれか一方の形状をいう。従来例における“円形状”は、第１，２最小矩形の形状ではなく、下部フランジの輪郭形状そのものをいう。比較例３、４及び各実施例における“長方形”の短辺の長さに対する長辺の長さの比は１：１．１３とした。
表１，２に記載の“突出部数（第１凸部Ｆ１, 第２凸部Ｆ２）”において、第１凸部Ｆ１の数が偶数の場合は、長手方向の両側の方向に突出した数が同じになるようにした。第２凸部Ｆ２の数はいずれも偶数であり、短手方向Ｓの両側の方向に突出した数が同じになるようにした。第１凸部Ｆ１の数が３の場合は、長手方向の両側の方向に突出した数が２，１になるようにし、第１凸部Ｆ１の数が５の場合は、長手方向の両側の方向に突出した数が３，２になるようにした。
表１，２に記載の“第１凹部Ｆ３の凹み深さ>or=or<第２凹部Ｆ４の凹み深さ”では、“Ｆ３＝Ｆ４”については、凹み深さが同じであること、“Ｆ３＞Ｆ４”については、第１凹部Ｆ３の凹み深さが第２凹部Ｆ４の凹み深さに比べて深いこと、“Ｆ３＜Ｆ４”は、第２凹部Ｆ４の凹み深さが第１凹部Ｆ３の凹み深さに比べて深いことを、それぞれ表す。
ここで、比較例１，４における第１凸部Ｆ１の数が２つの場合、第１凹部Ｆ３は無い。このときの第２凹部Ｆ４の凹み深さは、比較例２，３における第２凹部Ｆ４の凹み深さとした。
従来例、比較例１〜４、及び実施例１〜４の比較より、下部フランジ５６の輪郭形状６２が、輪郭形状６２に外接する第１最小矩形あるいは第２最小矩形が長方形となる、異方性形状であって、輪郭形状６２が長手方向Ｌに向かって突出する４つ以上の第１凸部Ｆ１と、短手方向Ｓに向かって突出する２つの第２凸部Ｆ２を備えることにより、従来例及び比較例１〜４に比べて耐ピン抜け性が向上する。さらに、氷上制動性及び氷上操縦性も従来例及び比較例１〜４に比べて向上する。しかも、ピン打ち安定性も高い。
実施例２，３の比較より、第１凹部Ｆ３の凹み深さは、第２凹部Ｆ４の凹み深さと同等でも評価結果において問題はないが、第１凹部Ｆ３の凹み深さを、第２凹部Ｆ４の凹み深さより深くすることにより、耐ピン抜け性及びピン打ち安定性が向上することがわかる。
また、実施例３，４の比較より、直線部Ｆ５を設けることがピン打ち安定性を向上させる点で好ましいことがわかる。
実施例２，３の比較より、第１凹部Ｆ３の凹み深さは、第２凹部Ｆ４の凹み深さと同等でも評価結果において問題はないが、第１凹部Ｆ３の凹み深さを、第２凹部Ｆ４の凹み深さより深くすることにより、耐ピン抜け性及びピン打ち安定性が向上することがわかる。
また、実施例３，４の比較より、直線部Ｆ５を設けることがピン打ち安定性を向上させる点で好ましいことがわかる。
以上、本発明のスタッドピン及びスタッド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
１４ ベルト
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 ピン埋め込み用孔
３０ トレッドパターン
３２ 傾斜溝
３４ 周方向連絡溝
３６ 突出溝
５０ スタッドピン
５２ チップ
５４ ボディ部
５４ａ 上端面
５６ 下部フランジ
５８ 上部フランジ
６０ シャンク部
６２ 輪郭形状
１００ 第１最小矩形
１００ａ 辺（短辺）
１００ｂ 辺（長辺）
１２ カーカスプライ
１４ ベルト
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 ピン埋め込み用孔
３０ トレッドパターン
３２ 傾斜溝
３４ 周方向連絡溝
３６ 突出溝
５０ スタッドピン
５２ チップ
５４ ボディ部
５４ａ 上端面
５６ 下部フランジ
５８ 上部フランジ
６０ シャンク部
６２ 輪郭形状
１００ 第１最小矩形
１００ａ 辺（短辺）
１００ｂ 辺（長辺）
Claims (10)
- タイヤに装着されるスタッドピンであって、
路面と接触するための先端面を有するチップと、
前記チップを一方の側の端面から突出させるように前記チップを保持するボディ部と、
前記ボディ部の前記端面と反対側の端に接続した下部フランジと、を備え、
前記チップ、前記ボディ部、及び前記下部フランジの配列方向から見た前記下部フランジの輪郭形状は、前記輪郭形状に外接する仮想の矩形のうち、四辺の中で長さの最も短い辺が最小となる第１最小矩形、及び、四辺の中で長さの最も長い辺が最小となる第２最小矩形のうち、少なくともいずれか一方の最小矩形が、長さの異なる短辺及び長辺を備える、異方性形状であり、
前記輪郭形状は、前記長辺に平行な長手方向に向かって突出する４つ以上の第１凸部と、前記短辺に平行な短手方向に向かって突出する２つの第２凸部と、を備える、ことを特徴とするスタッドピン。 - 前記第１凸部は、２対の第１凸部で構成され、
前記輪郭形状は、前記対それぞれに対して、前記対それぞれの第１凸部の間に挟まれるように設けられ、前記輪郭形状の図心に向かって湾曲した第１凹部を２つ備え、
前記輪郭形状は、さらに、前記第２凸部それぞれと前記第１凸部の１つとの間に挟まれるように設けられ、前記図心に向かって湾曲し、前記第１凸部の１つに滑らかに接続した第２凹部を４つ備える、請求項１に記載のスタッドピン。 - 前記第１凹部の凹み深さは、前記第２凹部の凹み深さと同じ、または、前記第２凹部の凹み深さに比べて深い、請求項２に記載のスタッドピン。
- 前記２つの第１凹部は、前記図心を通る前記短手方向に平行な第１仮想直線に関して線対称形状を成していること、及び、前記図心を通る前記長手方向に平行な第２仮想直線に関して線対称形状を成していること、の少なくとも一方を満足する、請求項２または３に記載のスタッドピン。
- 前記４つの第２凹部は、前記図心を通る前記短手方向に平行な第１仮想直線に関して線対称形状を成していること、及び、前記図心を通る前記長手方向に平行な第２仮想直線に関して線対称形状を成していること、の少なくとも一方を満足する、請求項２または３に記載のスタッドピン。
- 前記２つの第２凸部は、前記長手方向に平行な２つの直線部を含み、前記直線部は、前記短手方向に最も突出した部分である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のスタッドピン。
- 前記２つの直線部は、前記図心を通る前記短手方向に平行な第１仮想直線に関して線対称形状を成していること、及び、前記図心を通る前記長手方向に平行な第２仮想直線に関して線対称形状を成していること、の少なくとも一方を満足する、請求項６に記載のスタッドピン。
- 前記２つの第２凸部は、前記長手方向に平行な２つの直線部を含み、前記直線部は、前記短手方向に最も突出した部分であり、
前記２つの直線部のそれぞれの両端は、前記４つの第２凹部のうち２つの第２凹部と接続する、請求項２〜５のいずれか１項に記載のスタッドピン。 - スタッドピンを装着したスタッドタイヤであって、
請求項１〜８のいずれか１項に記載のスタッドピンを、前記長手方向がタイヤ周方向に向くように装着したトレッド部を備える、ことを特徴とするスタッドタイヤ。 - スタッドピンを装着したスタッドタイヤであって、
請求項１〜８のいずれか１項に記載のスタッドピンを、前記短手方向がタイヤ周方向に向くように装着したトレッド部を備える、ことを特徴とするスタッドタイヤ。
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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-
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