WO2017081873A1 - スタッドピン及びスタッドタイヤ - Google Patents

Abstract

　スタッドピンは、路面と接触するチップと、前記チップを保持し、中心軸の周りに設けられた胴体部と、を有する。前記胴体部は、上部フランジと、下部フランジと、前記上部フランジと前記下部フランジを接続するシャンク部と、を備える。前記上部フランジ及び前記下部フランジは側面を備える。前記下部フランジの第１側面は、前記胴体部の内側に凹んだ第１曲面を含む。前記上部フランジの第２側面は、前記胴体部の外側に凸状に膨らんだ第２曲面と、前記第２曲面を両側から挟むように前記第２曲面と接続する一対の平面と、を備える。前記第１曲面の最も凹んだ谷部と前記第２曲面の最も膨らんだ山部は、前記軸方向から見たとき、前記中心軸まわりの同じ方位方向に位置する。

Description

スタッドピン及びスタッドタイヤ

　本発明は、空気入りタイヤのトレッド部に装着す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に関する。

　従来、氷雪路用タイヤでは、空気入りタイヤの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、スタッドピンが孔にきつく埋め込まれる。これにより、空気入り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。

　スタッドピンは、空気入りタイヤから抜け落ちるとき、スタッドピンが、孔に対して回転しつつ、スタッドピンのチップが路面から力を受ける。このため、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及び下部フランジの外周形状が凸状に尖った多角形のスタッドピンが多く用いられている。これにより、スタッドピンの、孔に対する回転を抑制することができるが、回転の抑制は、依然として十分ではなかった。このため、スタッドピンが孔に対して回転し難い技術が提案されている。
　例えば、スタッドピンの上部フランジ及び下部フランジの側面に湾曲状凹部を設け、トレッドゴムが上記湾曲状凹部に入り込むことにより、スタッドピンの回転を抑制することができる技術が知られている（特許文献１）。

国際公開第２０１５／１１４８１３号

　上記スタッドピンの上部フランジ及び下部フランジの側面に湾曲状凹部を設ける技術では、部分的に凹部にトレッドゴムが十分に入り込まず、スタッドピンの側面をトレッドゴムが十分な力で締め付けることができず、スタッドピンが回転して抜け落ちる場合があった。

　そこで、本発明は、従来に比べてスタッドタイヤから抜け落ち難いスタッドピン及びこのスタッドピンを設けたスタッドタイヤを提供することを目的とする。

　本発明の一形態は、空気入りタイヤのトレッド部に設けられたピン埋め込み用孔に埋め込むためのスタッドピンである。前記スタッドピンは、
　路面と接触するチップ先端面を有するチップと、
　前記チップを保持し、前記スタッドピンの中心軸の周りに設けられた胴体部と、を有する。
　前記胴体部は、
　前記胴体部の第１の端で前記チップを固定した上部フランジと、
　前記胴体部の前記第１の端と反対側の位置に設けられた下部フランジと、
　前記上部フランジと前記下部フランジを接続するシャンク部と、を備え、
　前記上部フランジ及び前記下部フランジは、前記中心軸の軸方向に平行に延びる側面を備える。
　前記側面のうち前記下部フランジの第１側面は、前記軸方向から見たとき、前記胴体部の内側に凹んだ第１曲面を含み、
　前記側面のうち前記上部フランジの第２側面は、前記軸方向から見たとき、前記胴体部の外側に凸状に膨らんだ第２曲面と、前記第２曲面を両側から挟むように前記第２曲面と接続し、前記第２側面の、前記軸方向と直交する外周に沿った曲率が前記第２曲面よりも小さい一対の第３曲面あるいは平面と、を含む。
　前記第１曲面の最も凹んだ谷部と前記第２曲面の最も膨らんだ山部は、前記軸方向から見たとき、前記中心軸まわりの同じ方位方向に位置する。

　前記軸方向から前記山部と前記谷部を見たとき、前記山部は、前記谷部の位置に一致するか、前記谷部の位置よりも前記胴体部の内側に位置する、ことが好ましい。

　前記軸方向から前記山部と前記谷部を見たとき、前記第１曲面と前記第２曲面との間の距離は、前記山部と前記谷部の位置で最小になる、ことが好ましい。

　前記第１側面及び前記第２側面は、前記第１曲面及び前記第２曲面を１組として、少なくとも２組を備える、ことが好ましい。

　前記第１側面及び前記第２側面は、前記第１曲面及び前記第２曲面を１組として、２組を備え、
　前記２組の２つの第１曲面は、前記中心軸を挟んで前記側面の外周上の互いに対向する位置に設けられている、ことが好ましい。

　前記第１側面及び前記第２側面は、前記第１曲面及び前記第２曲面を１組として、４組を備え、
　前記４組の４つの第１曲面の谷部は、前記第１側面の外周上に、前記中心軸まわりに等角度間隔で設けられ、
　前記４組の４つの第２曲面の山部は、前記第２側面の外周上に、前記中心軸まわりに等角度間隔で設けられている、ことが好ましい。

　前記軸方向から少なくとも２組の第１側面及び第２側面における少なくとも２つの山部と谷部を見たとき、少なくとも２つの山部のいずれも、２つ谷部の１つの位置に一致するか、前記最も近くに位置する谷部の位置よりも前記胴体部の内側に位置する、ことが好ましい。

　前記第１側面を前記軸方向からみたとき、前記第１側面の外周形状は、凹状に湾曲した複数の辺と、前記辺のうち隣り合う辺の間のそれぞれに設けられた丸い凸部と、を有する形状である、ことが好ましい。

　前記第２側面を前記軸方向からみたとき、前記第２側面の外周形状は、複数の辺と、前記辺のうち隣り合う辺の間のそれぞれに設けられた丸い凸部と、を有する形状である、ことが好ましい。

　本発明の他の一態様は、前記スタッドピンが、トレッド部に設けられたピン埋め込み用孔に装着された、スタッドタイヤである。

　前記スタッドタイヤにおいて、前記チップの縁形状は、前記中心軸の軸方向から見たとき、凸部を少なくとも含み、
　前記縁形状における前記凸部の位置は、前記第２曲面の前記谷部の前記中心軸まわりの方位方向の位置から外れている、ことが好ましい。

　前記スタッドタイヤにおいて、前記縁形状における、前記中心軸まわりの、前記山部と同じ方位方向の位置には、凹部が設けられている、ことが好ましい。

　前記スタッドピンがトレッド部に設けられたピン埋め込み用孔に装着されたスタッドタイヤにおいて、
　前記少なくとも２組の第１側面及び第２側面のうち、少なくとも２つの谷部は、前記中心軸を挟んで互いに対向する位置であって、タイヤ周方向あるいはタイヤ幅方向に平行な直線上の位置にある、ことが好ましい。

　前記スタッドタイヤにおいて、前記チップの縁形状は、前記中心軸から見たとき、凸部を少なくとも含み、
　前記縁形状における前記凸部の位置は、前記少なくとも２組の第１側面及び第２側面のうち少なくとも２つの山部の前記中心軸まわりの方位方向の位置から外れている、ことが好ましい。

　前記スタッドタイヤにおいて、前記縁形状における、前記少なくとも２組の第１側面及び第２側面うち少なくとも２つの山部と同じ前記中心軸まわりの方位方向の位置には、凹部が設けられている、ことが好ましい。

　上述の態様のスタッドピンおよびスタッドタイヤによれば、スタッドピンを、スタッドタイヤから抜け落ち難くすることができる。

本実施形態のスタッドタイヤの断面の一例を示すタイヤ断面図である。 本実施形態のスタッド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を示す図である。 本実施形態のスタッドピン周りのトレッドゴムの動きを模式的に説明する図である。 従来のスタッドピン周りのトレッドゴムの動きを模式的に説明する図である。 （ａ）～（ｅ）は、本実施形態の他のスタッドピンの形態を示す図である。

（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。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とは、タイヤ回転軸を中心にタイヤ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、タイヤ回転軸からタイヤ径方向に離れる側をいう。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸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。
　また、スタッドピンにおける胴体部の内側とは、胴体部の外周から中心軸の側をいう。

（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延在方向はタイヤ周方向からタイヤ幅方向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２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。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、記号等の情報表示部に示されている。図２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。スタッドピン（図３（ａ）参照）は、図２に示されるピン埋め込み用孔（図２中の黒丸部分）に装着される。

　トレッドパターン３０は、周方向主溝３２，３４と、第１傾斜溝３６と、第２傾斜溝３８と、第３傾斜溝４０と、を有する。第１傾斜溝３６と、第２傾斜溝３８と、第３傾斜溝４０は、タイヤ周方向（図２の上下方向）に所定の間隔で複数形成されている。

　周方向主溝３２，３４は、タイヤセンターラインＣＬからタイヤ幅方向外側に同じ距離離間した位置に設けられ、タイヤ周方向に直線状に延びている。

　第１傾斜溝３６は、周方向主溝３２，３４の間のタイヤ陸部の領域からタイヤ周方向の一方向であるタイヤ回転方向Ｒと逆方向（図２では、上方向）に延び、周方向主溝３２，３４を横切ってタイヤ幅方向外側に延びている。第１傾斜溝３６は、トレッド部のタイヤショルダー領域まで、溝幅を徐々に拡げて延び、タイヤショルダー領域から急激に傾斜角度を変えてタイヤ周方向、すなわち、タイヤ回転方向Ｒと逆方向に向けて延び、パターンエンドＥに至る。

　第２傾斜溝３８は、周方向主溝３２，３４のタイヤ幅方向外側の陸部の領域から、タイヤ回転方向Ｒと逆方向（図２では、上方向）に延び、かつタイヤ幅方向外側に延びる。第２傾斜溝３８は、第１傾斜溝３６と並行するように形成されている。第２傾斜溝３８は、トレッド部のタイヤショルダー領域まで、溝幅を徐々に拡げ延び、タイヤショルダー領域から急激に傾斜角度を変えてタイヤ周方向、すなわち、タイヤ回転方向Ｒと逆方向に向けて延び、パターンエンドＥに至る。第２傾斜溝３８は、タイヤ周方向に隣り合って設けられた２つの第１傾斜溝３６の間に設けられる。
　第３傾斜溝４０は、第１傾斜溝３６の途中の位置から、タイヤ周方向に隣り合う第２傾斜溝３８を横切って、さらに、タイヤ周方向において第２傾斜溝３８に隣り合う第１傾斜溝３６を横切って、タイヤショルダー領域で閉塞する。第３傾斜溝４０は、タイヤ周方向の一方向、すなわち、タイヤ回転方向Ｒと逆方向（図２では、上方向）に延び、かつタイヤ幅方向外側に延びている。
　このようなトレッドパターン３０において、ピン埋め込み用孔（図２中の黒丸部分）に、後述するスタッドピン５０が装着される。
　周方向主溝３２，３４、第１傾斜溝３６、第２傾斜溝３８、及び第３傾斜溝４０の溝深さは、例えば８．５～１０．５ｍｍであり、溝幅は、最大１２ｍｍである。図２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２に示す形態に限定されない。

（スタッドピン）
　図３（ａ），（ｂ）は、本実施形態のスタッドピン５０の例を示す図である。図３（ａ）は、スタッドピン５０の斜視図であり、図３（ｂ）は、スタッドピン５０の平面図であり、スタッドピン５０を中心軸Ｘの軸方向から見た図である。
　スタッドピン５０は、チップ５２と、胴体部５４と、を備える。胴体部５４は、上部フランジ５６と、シャンク部５８と、下部フランジ６０と、を備える。胴体部５４は、タイヤ１０のピン埋め込み用孔に装着されるとき、トレッドゴム１８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、胴体部５４の上端面に設けられた孔に勘合して固定される。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。

　胴体部５４は、チップ５２を保持し、中心軸Ｘの周りに設けられている。胴体部５４の上部フランジ５６は、タイヤ１０のトレッド部に埋め込まれる時、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、胴体部５４の第１の端（図３（ａ）では、図中上側の端）であって上部フランジ５６の端で固定される。
　下部フランジ６０は、タイヤ１０のトレッド部に埋め込まれる時、ピン埋め込み用孔の底に接触するように構成されている。下部フランジ６０は、胴体部５４の第１の端と反対側の位置に設けられている。
　シャンク部５８は、上部フランジ５６と下部フランジ６０を接続する部分で、上部フランジ５６及び下部フランジ６０に比べてその断面が細い。
　胴体部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。
　中心軸Ｘは、胴体部５４の延在方向に対して直交する胴体部５４の各断面の図心を通る。

　ここで、胴体部５４の上部フランジ５６及び下部フランジ６０は、スタッドピン５０の中心軸Ｘの軸方向に平行に延びる側面を備える。この側面のうち下部フランジ６０の第１側面は、軸方向から見たとき、胴体部５４の内側に（中心軸Ｘに近づく方向に向かって）凹んだ第１曲面６０ａを含む。すなわち、第１側面の、軸方向から見た形状は、中心軸Ｘに近づく側に向かって凹んだ曲線になっている。
　また、上記側面のうち上部フランジ５６の第２側面は、軸方向から見たとき、胴体部５４の外側に（中心軸Ｘから遠ざかる方向に向かって）凸状に膨らんだ第２曲面５６ａと、第２曲面５６ａを両側から挟むように第２曲面５６ａと接続した平面５６ｂとを備える。すなわち、第２側面の、軸方向から見た形状は、中心軸Ｘから離れる側に向かって凸状に膨らんだ曲線になっている。平面５６ｂの代わりに、第２側面の、軸方向と直交する外周に沿った曲率が第２曲面５６ａよりも小さい曲面（第３曲面）とすることもできる。
　本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、第１曲面６０ａの最も凹んだ谷部と第２曲面５６ａの最も膨らんだ山部は、軸方向から見たとき、中心軸Ｘまわりの同じ方位方向に位置している。

　このように、下部フランジ６０の第１曲面６０ａの谷部が、上部フランジ５６の第２曲面５６ａの山部と同じ方位方向に位置していることで、スタッドピン５０を、タイヤ１０から抜け落ち難くすることができる。図４は、本実施形態のスタッドピン５０が埋め込み用孔に埋め込まれたときのスタッドピン５０周りのトレッドゴムの動きを模式的に説明する図である。スタッドピン５０の上部フランジ５６の第２曲面５６ａには山部が設けられているので、トレッドゴムは外側に押し出され易い。一方、下部フランジ６０の第１曲面６０ａには、山部と同じ方位方向に谷部が設けられているので、外側に押し出されたトレッドゴムは、第１曲面６０ａの谷部に向かって動き易い。このため、図４に示す矢印のようなトレッドゴムの動きが生じ易い。すなわち、図４に示すように、トレッドゴムがトレッド表面からトレッドゴム内部に向かって（タイヤ径方向内側に向かって）動く。このトレッドゴムの動きは、スタッドピン５０が抜け落ちる方向と逆方向である。このため、本実施形態では、スタッドピン５０がタイヤ１０から抜け落ち難い。

　図５は、上部フランジの側面に谷部が、下部フランジの側面に山部がある、従来のスタッドピン周りのトレッドゴムの動きを模式的に説明する図である。図５に示すように、下部フランジにある山部から、トレッドゴムは外側に押し出され易い。一方、上部フランジの側面の同じ方位方向には谷部が設けられているので、下部フランジで外側に押し出されたトレッドゴムは、上部フランジの谷部に向かって動き易い。このため、図５に示すように、トレッドゴムがトレッドゴム内部からトレッド表面に向かって（タイヤ径方向外側に向かって）動く。このトレッドゴムの動きは、スタッドピンが抜け落ちる方向と同方向である。このため、上部フランジの側面に谷部が、下部フランジの側面に山部がある場合、その逆の場合に比べて、スタッドピンはタイヤから抜け落ち易い。
　したがって、本実施形態では、下部フランジ６０の第１曲面６０ａの谷部が、上部フランジ５６の第２曲面５６ａの山部と同じ方位方向に位置している。

　本実施形態では、図３（ａ），（ｂ）に示すように、中心軸Ｘの軸方向から山部と谷部を見たとき、山部は、谷部の位置に一致するか、谷部の位置よりも胴体部５４の内側（中心軸Ｘに近づく側）に位置することが好ましい。特に、山部と中心軸Ｘとの間の距離は、谷部と中心軸Ｘとの間の距離の８０％～１００％であることが好ましい。これにより、図４に示すようなトレッドゴムの動きが生じ易く、スタッドピン５０がタイヤ１０から抜け落ち難い。

　また、本実施形態では中心軸Ｘの軸方向から上部フランジ５６の山部と下部フランジ６０の谷部を見たとき、第１曲面６０ａと第２曲面５６ａとの間の距離は、山部と谷部の位置で最小になることが好ましい。すなわち、山部と谷部の間の距離が、第１曲面６０ａと第２曲面５６ａとの間の距離の中で最も小さいことが好ましい。このため、図４に示すようなトレッドゴムの動きが生じ易く、スタッドピン５０がタイヤ１０から抜け落ち難い。

　また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、上部フランジ５６の第２側面及び下部フランジ６０の第１側面は、第１曲面６０ａ及び第２曲面５６ａを１組として、少なくとも２組を備えることが好ましい。これにより、スタッドピン１０のタイヤ１０からの抜け落ち難くすることができる。

　上部フランジ５６の第２側面及び下部フランジ６０の第１側面は、第１曲面６０ａ及び第２曲面５６ａを１組として、２組を備え、２組の第１側面及び第２側面のうち２つの第１曲面６０ａ，６０ａは、中心軸Ｘを挟んで第１側面の外周上の互いに対向する位置に設けられていることが好ましい。これにより、チップ５２が、路面から２つの第１曲面６０ａ，６０ａが配置される方向に力を受けても、スタッドピン５０の抜け落ちを抑制することができる。

　図６（ａ）～（ｅ）は、本実施形態の他のスタッドピンの形態を示す図である。図６（ａ）～（ｅ）それぞれの上段は、外観斜視図であり、下段は平面図である。
　図３（ａ），（ｂ）に示す形態では、下部フランジ６０の第１側面及び上部フランジ５６の第２側面は、第１曲面６０ａ及び第２曲面５６ａを１組として、２組を備えるが、この場合の上部フランジ５６の外周形状は、図３（ｂ）に示すような６つの辺と、６つの辺のうち隣接する辺の間に設けられる６つの丸い凸部を有する形状、いいかえると略６角形形状（角部が丸い６角形形状）に限定されない。上部フランジ５６の外周形状は、図６（ａ）、（ｂ）に示す形態のように、第１曲面６０ａ及び第２曲面５６ａの組を２組（図６（ｂ）中の紙面中の上下方向に２組）備え、１０個の辺と、１０個の辺のうち隣接する辺の間に設けられる１０個の丸い凸部を有し、１０個の辺のうち一部が凹んだ形状、いわゆる１０角形形状の一部の辺が内側に凹んだ形状であってもよい。また、上部フランジ５６の外周形状は、図６（ｃ）に示す形態のように、６つの辺のうち一部の辺が内側に凹んだ形状であってもよい。

　さらに、図６（ｄ），（ｅ）に示すように、下部フランジ６０の第１側面及び上部フランジ５６の第２側面は、第１曲面６０ａ及び第２曲面５６ａを１組として、４組を備えることも好ましい。４組の第１曲面６０ａ及び第２曲面５６ａを備えるので、スタッドピン５０が抜け落ち難くなることをより抑制することができる。この場合、４組の中の４つの第１曲面６０ａの谷部は、第１側面の外周上に、中心軸Ｘまわりに等角度間隔で、具体的には、方位角度９０度間隔で設けられ、４つの第２曲面５６ａの山部は、第２側面の外周上に、中心軸Ｘまわりに等角度間隔で、具体的には方位角度９０度間隔で設けられていることが好ましい。

　また、本実施形態では、中心軸Ｘの軸方向から少なくとも２組の第１曲面６０ａ及び第２曲面５６ａのうち山部と谷部を見たとき、少なくとも２つの山部のいずれも、少なくとも２つの谷部の１つの位置に一致するか、最も近くに位置する谷部の位置よりも胴体部５４の内側（中心軸Ｘに近づく方向）に位置することが、スタッドピン５０のタイヤ１０からの抜け落ちをより抑制する点から好ましい。特に、山部と中心軸Ｘとの間の距離は、最も近くに位置する谷部と中心軸Ｘとの間の距離の８０％～１００％であることが好ましい。

　本実施形態では、図３（ａ），（ｂ）及び図６（ａ）～（ｅ）に示すように、下部フランジ６０の第１側面を中心軸Ｘの軸方向からみたとき、第１側面の外周形状は、凹状に湾曲した複数の辺と、この複数の辺のうち隣り合う辺の間に設けられた複数の丸い凸部と、を有する形状、言い換えると、凸多角形形状の辺が凹状に湾曲し、かつ角が丸い形状であることが好ましい。本実施形態では、上記外周形状は４つの辺を備える形状であるが、３個、５個、あるいは６個の辺を有する形状であることも好ましい。

　本実施形態では、図３（ａ），（ｂ）及び図６（ａ），（ｄ）に示すように、上部フランジ５６の第２側面を中心軸Ｘの軸方向からみたとき、第２側面の外周形状は、複数の辺と、この複数の辺のうち隣り合う辺の間に設けられた複数の丸い凸部と、を有する形状、言い換えると凸多角形形状の角が丸い形状であることが好ましい。本実施形態では、上記外周形状は６個、８個、あるいは１０個の辺を備える形状であるが、３個、４個、あるいは５個の辺を有する形状であることも好ましい。

　タイヤ１０は、このようなスタッドピン５０が、トレッド部に設けられたピン埋め込み用孔に装着される。
　このとき、チップ５２の縁形状は、中心軸Ｘの軸方向から見たとき、凸部を少なくとも含み、チップ５２の縁形状における凸部の位置は、上部フランジ５６の第２曲面５６ａの山部の中心軸Ｘまわりの方位方向の位置から外れていることが好ましい。チップ５２の凸部の位置が、第２曲面５６ａの山部の方位方向の位置にあると、アスファルト路面をチップ５２の上記凸部が削ることにより生じる粉塵の微粒子が、上部フランジ５６の山部とトレッドゴムの壁面との間に進入して挟まり、トレッドゴムがスタッドピン５０を締め付けようとする力が上記微粒子によって分散する。このため、トレッドゴムがスタッドピン５０を締め付けようとする力は弱くなり、スタッドピン５０のタイヤ１０からの抜け落ちが生じ易くなる。この点から、チップ５２の凸部の位置は、第２曲面５６ａの山部の方位方向の位置から外れていることが好ましい。さらにいうと、図３（ａ），（ｂ）及び図６（ａ）～（ｅ）に示すように、チップ５２の縁形状における、第２曲面５６ａの山部と同じ中心軸Ｘまわりの方位方向の位置には、凹部が設けられていることが、チップ５２の凸部が路面を削ることにより生じる粉塵の微粒子が上部フランジ５６の山部とトレッドゴムの壁面との間に進入して挟まることを抑制する点から好ましい。

　下部フランジ６０の第１側面及び上部フランジ５６の第２側面に、少なくとも２組の第１曲面６０ａ及び第２曲面５６ａを備える形態のスタッドピンの場合、少なくとも２組の第１曲面６０ａ，６０ａのうち少なくとも２つの谷部は、中心軸Ｘを挟んで互いに対向する位置であって、タイヤ周方向あるいはタイヤ幅方向に平行な直線上にあるように、スタッドピン５０の向きが調整されてタイヤに埋め込められていることが好ましい。この場合、チップ５２は、タイヤ周方向の制駆動力あるいはタイヤ幅方向の横力を路面から受けるので、図４に示す矢印のようなトレッドゴムの動きにより、制駆動力あるいは横力によるスタッドピン５０の抜け落ちを抑制できる。
　この形態において、チップ５２の縁形状は、中心軸Ｘから見たとき、凸部を少なくとも含み、この縁形状における凸部の位置は、少なくとも２組の第２曲面５６ａ，５６ａのうち２つの山部の中心軸Ｘまわりの方位方向の位置から外れていることが好ましい。これにより、上述したように、アスファルト路面をチップ５２の上記凸部が削ることにより生じる粉塵の微粒子が、上部フランジ５６の山部とトレッドゴムの壁面との間に進入して挟まり、トレッドゴムがスタッドピン５０を締め付けようとする力が上記微粒子によって分散することを抑制することができる。このため、スタッドピン５０のタイヤ１０からの受け落ちを抑制することができる。
　この場合、チップ５２の縁形状における、少なくとも２組の第２曲面５６ａ，５６ａのうち少なくとも２つの谷部と同じ中心軸Ｘまわりの方位方向の位置には、凹部が設けられていることが好ましい。これにより、上部フランジ５６の山部とトレッドゴムの壁面との間に進入して挟まることをよりいっそう抑制することができる。

（実施例、比較例）
　スタッドピンを種々作製し、作製したスタッドピンを図１，２に示すタイヤ１０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。

　ピン抜けは、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。したがって、耐ピン抜け性のテストでは、乾燥路面上を上記乗用車が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。上記残ったスタッドピンの数の比率を、比較例１における残ったスタッドピンの数の比率を基準として（指数１００として）、指数化した。したがって、指数が高いほど、ピン抜けし難いことを意味する。
　実施例１は、図３（ａ），（ｂ）に示す、２組の上部フランジ５６の山部及び下部フランジ６０の谷部の形態のうち、１つの上部フランジ５６の山部を直線形状にして、山部と谷部の組み合わせを１組にした。
　実施例２は、図３（ａ），（ｂ）に示す２組の上部フランジ５６の山部及び下部フランジ６０の谷部の形態である。
　実施例３は、図６（ｄ）に示す４組の上部フランジ５６の山部及び下部フランジ６０の谷部の形態である。
　比較例４では、図３（ａ），（ｂ）に示す２組の上部フランジ５６の山部及び下部フランジ６０の谷部を有するが、上部フランジ５６の山部と下部フランジ６０の谷部の、中心軸Ｘまわりの方位方向の位置は、４５度ずれている。
　比較例１～４及び実施例１～３に用いたチップは、図３（ａ）に示す形状のチップである。
　下記表１，２は、スタッドピン５０の仕様と耐ピン抜け性の結果を示す。

 

 

　表１，２からわかるように、実施例１～３の耐ピン抜け性は、比較例１～４対比５ポイント以上高いことがわかる。これより、本実施形態の効果は明らかである。

　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詳細に説明したが、本発明のスタッドピン及びスタッドタイヤ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。

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
３０　トレッドパターン
３２，３４　周方向主溝
３６　第１傾斜溝
３８　第２傾斜溝
４０　第３傾斜溝
５０　スタッドピン
５２　チップ
５４　胴体部
５６　上部フランジ
５６ａ　第２曲面
５６ｂ　平面
５８　シャンク部
６０　下部フランジ
６０ａ　第１曲面

Claims (15)

1. 　空気入りタイヤのトレッド部に設けられたピン埋め込み用孔に埋め込むためのスタッドピンであって、
   　路面と接触するチップ先端面を有するチップと、
   　前記チップを保持し、前記スタッドピンの中心軸の周りに設けられた胴体部と、を有し、
   　前記胴体部は、
   　前記胴体部の第１の端で前記チップを固定した上部フランジと、
   　前記胴体部の前記第１の端と反対側の位置に設けられた下部フランジと、
   　前記上部フランジと前記下部フランジを接続するシャンク部と、を備え、
   　前記上部フランジ及び前記下部フランジは、前記中心軸の軸方向に平行に延びる側面を備え、
   　前記側面のうち前記下部フランジの第１側面は、前記軸方向から見たとき、前記胴体部の内側に凹んだ第１曲面を含み、
   　前記側面のうち前記上部フランジの第２側面は、前記軸方向から見たとき、前記胴体部の外側に凸状に膨らんだ第２曲面と、前記第２曲面を両側から挟むように前記第２曲面と接続し、前記第２側面の、前記軸方向と直交する外周に沿った曲率が前記第２曲面よりも小さい一対の第３曲面あるいは平面と、を含み、
   　前記第１曲面の最も凹んだ谷部と前記第２曲面の最も膨らんだ山部は、前記軸方向から見たとき、前記中心軸まわりの同じ方位方向に位置する、ことを特徴とするスタッドピン。
2. 　前記軸方向から前記山部と前記谷部を見たとき、前記山部は、前記谷部の位置に一致するか、前記谷部の位置よりも前記胴体部の内側に位置する、請求項１に記載のスタッドピン。
3. 　前記軸方向から前記山部と前記谷部を見たとき、前記第１曲面と前記第２曲面との間の距離は、前記山部と前記谷部の位置で最小になる、請求項１または２に記載のスタッドピン。
4. 　前記第１側面及び前記第２側面は、前記第１曲面及び前記第２曲面を１組として、少なくとも２組を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載のスタッドピン。
5. 　前記第１側面及び前記第２側面は、前記第１曲面及び前記第２曲面を１組として、２組を備え、
   　前記２組の２つの第１曲面は、前記中心軸を挟んで前記側面の外周上の互いに対向する位置に設けられている、請求項４に記載のスタッドピン。
6. 　前記第１側面及び前記第２側面は、前記第１曲面及び前記第２曲面を１組として、４組を備え、
   　前記４組の４つの第１曲面の谷部は、前記第１側面の外周上に、前記中心軸まわりに等角度間隔で設けられ、
   　前記４組の４つの第２曲面の山部は、前記第２側面の外周上に、前記中心軸まわりに等角度間隔で設けられている、請求項４に記載のスタッドピン。
7. 　前記軸方向から少なくとも２組の第１側面及び第２側面における少なくとも２つの山部と谷部を見たとき、少なくとも２つの山部のいずれも、２つ谷部の１つの位置に一致するか、前記最も近くに位置する谷部の位置よりも前記胴体部の内側に位置する、請求項４～６のいずれか１項に記載のスタッドピン。
8. 　前記第１側面を前記軸方向からみたとき、前記第１側面の外周形状は、凹状に湾曲した複数の辺と、前記辺のうち隣り合う辺の間のそれぞれに設けられた丸い凸部と、を有する形状である、請求項１～７のいずれか１項に記載のスタッドピン。
9. 　前記第２側面を前記軸方向からみたとき、前記第２側面の外周形状は、複数の辺と、前記辺のうち隣り合う辺の間のそれぞれに設けられた丸い凸部と、を有する形状である、請求項１～８のいずれか１項に記載のスタッドピン。
10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載のスタッドピンが、トレッド部に設けられたピン埋め込み用孔に装着された、スタッドタイヤ。
11. 　前記チップの縁形状は、前記中心軸の軸方向から見たとき、凸部を少なくとも含み、
    　前記縁形状における前記凸部の位置は、前記第２曲面の前記谷部の前記中心軸まわりの方位方向の位置から外れている、請求項１０に記載のスタッドタイヤ。
12. 　前記縁形状における、前記中心軸まわりの、前記山部と同じ方位方向の位置には、凹部が設けられている、請求項１１に記載のスタッドタイヤ。
13. 　請求項４～７のいずれか１項に記載のスタッドピンがトレッド部に設けられたピン埋め込み用孔に装着されたスタッドタイヤであって、
    　前記少なくとも２組の第１側面及び第２側面うち、少なくとも２つの谷部は、前記中心軸を挟んで互いに対向する位置であって、タイヤ周方向あるいはタイヤ幅方向に平行な直線上の位置にある、スタッドタイヤ。
14. 　前記チップの縁形状は、前記中心軸から見たとき、凸部を少なくとも含み、
    　前記縁形状における前記凸部の位置は、前記少なくとも２組の第１側面及び第２側面のうち少なくとも２つの山部の前記中心軸まわりの方位方向の位置から外れている、請求項１３に記載のスタッドタイヤ。
15. 　前記縁形状における、前記少なくとも２組の第１側面及び第２側面のうち少なくとも２つの山部と同じ前記中心軸まわりの方位方向の位置には、凹部が設けられている、請求項１４に記載のスタッドタイヤ。

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