WO2018078940A1 - スタッドピン及びスタッドピンを備えた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

軸心方向に延びる円柱状のボディ２と、ボディ２の一端側に設けられ、平面視で、前記軸心に直交する横軸により第１領域と第２領域とに２分され、第１領域の外縁に、横軸と平行な直線部９が形成されることにより、横軸を挟んでこの横軸に直交する縦軸方向に非対称に形成される台座部と、を備える。

Description

スタッドピン及びスタッドピンを備えた空気入りタイヤ

　本発明は、スタッドピン及びスタッドピンを備えた空気入りタイヤに関するものである。

　従来、スタッドピンとして、平面視台形状のボディと、その下端部に設けた同じく平面視台形状のベースとを備えた構成のものが公知である（特許文献１参照）。

国際公開第２０１４／１２２５７０号

　しかしながら、前記従来のスタッドピンでは、ベースの軸心から２辺までの距離がほぼ均等となっている。また、ボディも平面視台形状でありピン穴との密着度にばらつきが生じる。このため、ボディのエッジ部を介して路面から力が作用すると、ピン穴から脱落しやすい。このため、路面に対するボディの上端縁部による十分なエッジ効果が望めない。

　本発明は、ピン穴からの耐抜け性に優れ、路面に対してボディにより十分なエッジ効果を発揮させることができるスタッドピン及びこの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課題とする。

　本発明は、前記課題を解決するための手段として、
　軸心方向に延びる円柱状のボディと、
　前記ボディの一端側に設けられ、平面視で、前記軸心に直交する横軸により第１領域と第２領域とに２分され、前記第１領域の外縁に、前記横軸と平行な直線部が形成されることにより、前記横軸を挟んで非対称に形成される台座部と、
を備えていることを特徴とするスタッドピンを提供する。

　この構成により、タイヤのピン穴に装着した状態では、ボディが円柱状であるので、ピン穴の内面に密着して保持状態を安定させる。また、台座部は非対称な形状であるので、装着方向を変更することにより種々の方向に対して適切な保持性を確保する。さらに、台座部は直線部を有しているので、回転方向に作用する力に対して位置ずれを防止する。このように、適切な保持性を有する構成としているので、ボディの上端外周縁部によるエッジ効果を十分に発揮させることができる。

　前記台座部は、平面視で、前記横軸に直交する縦軸方向の長さが、前記横軸方向の長さに比べて長いのが好ましい。

　この構成により、縦軸方向に作用する力に対して十分な保持性を維持できる。

　前記台座部は、前記横軸方向の両側から前記縦軸に向かって傾斜する傾斜部を有するのが好ましい。

　この構成により、傾斜部が合流する縦軸方向に向かう保持性をより一層高めることができる。

　前記傾斜部は、前記第２領域に形成されているのが好ましい。

　この構成により、第１領域と第２領域とで保持性を相違させることができ、ボディの形状や使用箇所等の違いに応じてピン穴への装着方向を自由に選択することが可能となる。

　前記台座部は、平面視で、前記ボディから全周ではみ出すように形成されているのが好ましい。

　この構成により、台座部による保持性を高めることが可能となる。

　前記ボディは、上端外縁部にテーパ面を有するのが好ましい。

　この構成により、ドライ路面を走行する際に、ボディの路面に衝突する部分はテーパ面であり、その際に路面に作用する衝撃力を緩和することができる。したがって、路面割れ等の発生を抑制することが可能となる。

　本発明は、前記課題を解決するための手段として、
　前記請求項１から６のいずれか１項に記載のスタッドピンと、
　トレッド部に形成され、前記スタッドピンが装着されるピン穴と、
を備えていることを特徴とするスタッドタイヤを提供する。

　本発明によれば、ボディを円柱状としたので、ピン穴の内面との密着度を高めて保持性を向上させることができる。また、台座部に直線部を形成し、非対称な形状としたので、ピン穴への装着方向の違いに応じて種々の方向に対する保持性を高めることができる。この結果、ボディの上端外周縁部によるエッジ効果を十分に発揮させることが可能となる。

本実施形態に係るスタッドピンの斜視図である。 図１に示すスタッドピンの正面図である。 図１に示すスタッドピンの平面図である。 図１に示すスタッドピンを装着するタイヤのトレッド部の展開図である。 図４に示すピン穴の断面図である。 他の実施形態に係るスタッドピンの平面図である。 他の実施形態に係るスタッドピンの平面図である。

　以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

　図１及び図２は、第１実施形態に係るスタッドピン１を示す。スタッドピン１は、アルミニウム、アルミニウム合金等を成形加工等により形成したもので、ボディ２と、このボディ２の下方側に続くシャンク３と、さらにその下方側に続く台座部４と、ボディ２の上面中央部に設けられるシャフト５とで構成されている。

　ボディ２は、軸心に沿って延びる円柱状に形成されている。ここに、軸心とは、ボディ２が平面視で真円であると仮定した場合の中心を意味する。ボディ２を円柱状に形成することにより、後述するように空気入りタイヤのピン穴２６に装着した際、ボディ２の外周面をピン穴の内周面に密着させることができ、取付状態を安定させて抜止性を向上させることが可能となる。但し、ボディ２は、円柱状に限らず、平面視で複数の線分で繋がった多角形状で構成してもよい。但し、線分の長さは、十分に短く、すなわちピン穴２６の内周面にほぼ均一に密着するような円形に近いものとする必要がある。

　また、ボディ２の上面外縁部はテーパ面７で構成されている。テーパ面７は、スタッドピン１を空気入りタイヤ（スタッドタイヤ）に装着し、路面を走行した際、路面に接触する最初の領域となる。ここでは、側面６の上端縁部に形成されるテーパ面７が最初に路面に衝突する領域となる。したがって、ボディ２の上端縁部が路面に衝突する際、面当たりとなる。但し、路面に対して尖った部分が衝突しないようにできるのであれば、ここで言うテーパ面７には多少の湾曲面形状を含むものと解する。

　図３に示すように、台座部４は、その軸心がボディ２の軸心と合致するように設けられている。また台座部４は、平面視で、縦軸方向の最大長さａと横軸方向の最大長さｂがａ＞ｂを満足する縦長形状に形成されている。台座部４の縦軸方向の一端側すなわち第１領域には、平面視でボディ２の軸心に直交する横軸と平行な直線部９が形成されている。また、台座部４には、直線部９とは反対側すなわち第２領域には、２つの傾斜部１０によって三角形状に突出する突出部１１が形成されている。ここでは、突出部１１は縦軸を挟んで左右対称である。そして、傾斜部１０が縦方向の中心線となす角度が、９０°未満となるように設定されている。特に、この角度は４５°であるのが好ましい。直線部９と各傾斜部１０とを結ぶ２箇所が円弧部１２となる。また、各部位の間は全て円弧面で接続され、エッジが形成されないようにしている。なお、台座部４の外縁部下面にはテーパ面１３が形成されている。

　台座部４の形状は、ここで記載した形状に限定されず、円形、多角形等、平面視でボディ２よりも全ての外縁から外側に広がっているのであれば、種々の形態とすることができる。図６は、台座部４を平面視で円形とした例を示す。但し、前述のように、異形状に形成することにより、重量の増加を抑制しつつ、タイヤに装着した状態で、路面を走行した際のピン穴２６からの脱落を効果的に防止することが可能となっている。

　シャフト５は、平面視奇数角形（ここでは、五角形）をした第１突部１４を備えている。第１突部１４の１つの辺（エッジ）を含む第１エッジ部１５は、台座部４の直線部９と平行に形成されている。また、第１エッジ部１５に隣接する両側の第２エッジ部１６及び第３エッジ部１７は、台座部４の円弧部分に対向している。さらに、第２エッジ部１６に隣接する第４エッジ部１８と、第３エッジ部１７に隣接する第５エッジ部１９は、台座部４の各傾斜部１０に対向している。

　第１突部１４の上面には第２突部２０が形成されている。第２突部２０は平面視矩形状で、その長辺の一方が第１突部１４の第１エッジ部１５と平行な第６エッジ部２１となっている。但し、第２突部２０の他のエッジ部（第７エッジ部２２、第８エッジ部２３及び第９エッジ部２４）は第１突部１４の他のエッジ部とは延びる方向が相違している。

　また、シャフト５は、その軸心がボディ２の軸心と合致するように設けられている。これにより、ボディ２の外縁からシャフト５までに全方位で十分な距離を確保することができる。また、第１突部１４に比べて第２突部２０のエッジ部の数を少なくしている。具体的に、第１突部１４では５箇所、第２突部２０では４箇所としている。さらにここでは、シャフト５の高さを０．５ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下としている。０．５ｍｍ未満では、シャフト５としての機能を十分に発揮できないからであり、２．５ｍｍを超えると、ボディ２よりも先にシャフト５が接地してしまい損傷しやすいからである。また、第１突部１４に対する第２突部２０の高さの比率を１０％以上、８０％以下としている。１０％未満では、第２突部２０のエッジ効果が不十分であり、８０％を超えると、第１突部１４のエッジ効果を十分に発揮できなくなる。

　このようにシャフト５を２段で形成することにより、エッジ長さの総計を大きくすることができ、十分なエッジ効果を発揮させることができる。しかも、路面には第１突部１４と第２突部２０の種々の方向に延びるエッジが衝突することになり、直進方向のみならず、コーナリング時等、種々の方向に対してエッジ効果を発揮させることができる。なお、シャフト５は３段以上で構成することも可能である。

　前記構成のスタッドピン１は、図４に示すように、スタッドタイヤのトレッド部２５に形成したピン穴２６に装着して使用する。ピン穴２６は、図５に示すように、同一内径の小径部２７と、その先端の拡径部２８とで構成されている。ピン穴２６へのスタッドピン１の装着作業は、ピン打ち込み装置（図示せず）によって自動的に行う。この場合、台座部４の形状を円形等の点対称な形状ではなく、前述のような縦長の異形状としているため、その方向を容易に把握してピン穴２６へと正確に装着することができる。ここでは、シャフト５の第１側面がタイヤ蹴出側で、タイヤ周方向に直交してタイヤ幅方向に延びるように位置決めする。この状態では、トレッド部２５の表面からスタッドピン１のボディ２の上端部（テーパ面７）よりも上の部分が露出する。

　このようにタイヤに装着されたスタッドピン１によれば、走行する際、まずボディ２の上端縁部が路面に衝突する。ボディ２の上端縁部はテーパ面で構成されている。このため、ボディ２の上端縁部が路面に衝突しても、路面への単位面積当たりの衝撃力を抑制することができる。この結果、ドライ路面を走行する場合であっても、路面割れ等の不具合を回避することが可能となる。

　続いて、シャフト５が路面に衝突する。この場合、ボディ２とシャフト５との間には十分な距離が確保されている。このため、路面にボディ２が衝突する前にシャフト５が衝突することが回避される。これにより、路面衝突時のシャフト５の損傷を防止することができる。

　また、路面に衝突するシャフト５は、２段で構成され、周囲の尖った辺の方向が第１突部１４と第２突部２０とで１箇所を除いて相違している。したがって、そのエッジ効果を十分に発揮させることができる。すなわち、直進であれば、第１エッジ部１５が路面（氷面）に作用する。また、カーブを走行するコーナリング時であれば、第２エッジ部１６又は第３エッジ部１７が路面に対する横ずれを防止する。さらに、ブレーキを踏んだ際には、第４エッジ部１８及び第５エッジ部１９が路面に対して制動力を作用させる。

　このとき、スタッドピン１には、ボディ２やシャフト５を介してピン穴２６から脱落させるような力が作用する。スタッドピン１では、ボディ２が円柱状であり、ピン穴２６の小径部２７の内周面と全周に亘って均等に密着している。また、ボディ２よりも小径となったシャンク３と、これに続くボディ２よりも大径となった台座部４とを備えている。したがって、ピン穴２６からのスタッドピン１の脱落が有効に防止される。

　ボディ２、台座部４及びシャフト５の平面視形状が全て円形の比較例、図１から図３に示す実施例のスタッドピンを使用してエッジ性能について試験を行った。テストタイヤとして、タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５、空気圧Ｆｒ／Ｒｅ：２２０／２２０（ｋＰａ）を使用した。試験では、テストタイヤをテスト車両（１５００ｃｃ、４ＷＤミドルセダン車）に装着してアイス路面を走行し、エッジ性能（駆動性能、制動性能及び旋回（コーナリング）性能）を評価した。エッジ性能の評価では、比較例１の場合を１００として実施例１を指数評価した。駆動性能については、アイス路面において停止状態から走行距離が３０ｍに到達するまでの経過時間により評価した。制動性能については、速度４０ｋｍ／ｈでＡＢＳ（Antilock Brake System）により制動力を作用させたときの制動距離で評価した。旋回性能については、同じく速度４０ｋｍ／ｈで旋回した際の旋回半径で評価した。

　評価結果は、表１に示す通りである。

　このように、実施例では、縦長の非対称形状をした台座部４により横方向以外の抜止性を向上させることができた。

　なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

　前記実施形態では、タイヤの蹴出側に、シャフト５の第１凸部１４の第１エッジ部１５を、タイヤ周方向と直交してタイヤ幅方向に延びるように配置したが、タイヤの踏込側に配置するようにしてもよい。これによれば、第１エッジ部１５により制動力を作用させやすくなる。

　また、前記実施形態では、シャフト５を平面視奇数角形としたが、１つの直線部と、それ以外の円弧部とで構成することも可能である。この場合、円弧部は、直線部よりも長さの短い複数の線分で繋がった略円弧状とするようにしてもよい。

　前記実施形態では、２段シャフト５の平行部と、台座部４の直線部９とを横軸を中心として縦軸方向に分割した領域の一方に設けるようにしたが、図７に示すように、反対側に設けるようにしてもよい。

　１…スタッドピン
　２…ボディ
　３…シャンク
　４…台座部
　５…シャフト
　７…テーパ面
　９…直線部
　１０…傾斜部
　１１…突出部
　１２…円弧部
　１３…テーパ面
　１４…第１突部
　１５…第１エッジ部
　１６…第２エッジ部
　１７…第３エッジ部
　１８…第４エッジ部
　１９…第５エッジ部
　２０…第２突部
　２１…第６エッジ部
　２２…第７エッジ部
　２３…第８エッジ部
　２４…第９エッジ部
　２５…トレッド部
　２６…ピン穴
　２７…小径部
　２８…拡径部

Claims (7)

1. 　軸心方向に延びる円柱状のボディと、
   　前記ボディの一端側に設けられ、平面視で、前記軸心に直交する横軸により第１領域と第２領域とに２分され、前記第１領域の外縁に、前記横軸と平行な直線部が形成されることにより、前記横軸を挟んで非対称に形成される台座部と、
   を備えていることを特徴とするスタッドピン。
2. 　前記台座部は、平面視で、前記横軸に直交する縦軸方向の長さが、前記横軸方向の長さに比べて長いことを特徴とする請求項１に記載のスタッドピン。
3. 　前記台座部は、前記横軸方向の両側から前記縦軸に向かって傾斜する傾斜部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のスタッドピン。
4. 　前記傾斜部は、前記第２領域に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のスタッドピン。
5. 　前記台座部は、平面視で、前記ボディから全周ではみ出すように形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のスタッドピン。
6. 　前記ボディは、上端外縁部にテーパ面を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のスタッドピン。
7. 　前記請求項１から６のいずれか１項に記載のスタッドピンと、
   　トレッド部に形成され、前記スタッドピンが装着されるピン穴と、
   を備えていることを特徴とするスタッドタイヤ。

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