特開 2018-69821 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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-69821(P2018-69821A)

(43)【公開日】2018年5月10日

(54)【発明の名称】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

(51)【国際特許分類】

   B60C 11/16 20060101AFI20180406BHJP

【ＦＩ】

   B60C11/16 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-209202(P2016-209202)

(22)【出願日】2016年10月26日

(71)【出願人】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】吉田 憲司

(57)【要約】

【課題】耐抜止性を向上して十分なエッジ効果を発揮させる。
【解決手段】円柱状で、少なくとも軸心方向の一端部が、軸心と直交する直線に対して平行に延びるエッジ部８ａと、軸心を中心とする円弧状部８ｂとで構成されているボディ２と、ボディ２の軸心方向の他端部に設けられ、外周部に、エッジ部８ａと平行に延びる直線部９を備え、軸心に直交する横軸を中心として、軸心に直交する縦軸方向に非対称に形成される台座部４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円柱状で、少なくとも軸心方向の一端部が、前記軸心と直交する直線に対して平行に延びるエッジ部と、前記軸心を中心とする円弧状部とで構成されているボディと、
前記ボディの前記軸心方向の他端部に設けられ、外周部に、前記エッジ部と平行に延びる直線部を備え、前記軸心に直交する横軸を中心として、前記軸心に直交する縦軸方向に非対称に形成される台座部と、
を備えていることを特徴とするスタッドピン。

【請求項2】

前記台座部は、前記軸心に直交する縦軸方向の長さが、前記軸心と前記縦軸に直交する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。

【請求項3】

前記台座部の外縁は、横軸方向の両側から縦軸方向の一方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。

【請求項4】

前記台座部は、前記横軸によって分割される第１領域と第２領域とで構成され、
前記傾斜部は前記第１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。

【請求項5】

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４のいずれか１項に記載のスタッドピン。

【請求項6】

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５のいずれか１項に記載のスタッドピン。

【請求項7】

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空気入りタイヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

従来、スタッドピンとして、平面視台形状のボディと、その上面から突出する片側が山型形状のピンとを備えた構成のものが公知である（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１４／１２２５７０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、前記従来のスタッドピンでは、空気入りタイヤへの保持性を改良するものでしかなく、スタッドピンのエッジ性能、特に旋回時のエッジ性能については全く考慮されていない。

【0005】

そこで、本発明は、耐抜止性を向上して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空気入りタイヤを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
円柱状で、少なくとも軸心方向の一端部が、前記軸心と直交する直線に対して平行に延びるエッジ部と、前記軸心を中心とする円弧状部とで構成されているボディと、
前記ボディの前記軸心方向の他端部に設けられ、外周部に、前記エッジ部と平行に延びる直線部を備え、前記軸心に直交する横軸を中心として、前記軸心に直交する縦軸方向に非対称に形成される台座部と、
を備えていることを特徴とするスタッドピンを提供する。

【0007】

この構成により、スタッドピンを空気入りタイヤのピン穴に装着した状態で路面を走行すれば、ボディの円弧状部がピン穴の内面に密着して保持性を維持する。また、台座部を横軸を中心として縦軸方向に非対称に形成しているので、ピン穴への装着方向によって、特定の方向への耐抜止性を向上できる。これにより、走行開始時、コーナリング時あるいは制動時に、トラクション性能、コーナリング性能あるいは制動性能を発揮させることが可能となる。特に、台座部の直線部が回転方向の位置ずれを防止するので、優れたコーナリング性能を発揮させることができる。

【0008】

前記台座部は、前記軸心に直交する縦軸方向の長さが、前記軸心と前記縦軸に直交する横軸方向の長さに比べて長いのが好ましい。

【0009】

この構成により、縦軸方向に作用する力に対して十分な抜止性を発揮させることができる。

【0010】

前記台座部の外縁は、横軸方向の両側から縦軸方向の一方に向かって傾斜する傾斜部を有するのが好ましい。

【0011】

特に、前記台座部は、前記横軸によって分割される第１領域と第２領域とで構成され、
前記傾斜部は前記第１領域に形成されているのが好ましい。

【0012】

この構成により、特に傾斜部が形成された第１領域側では突出する中央部分での耐抜け性を向上させることができる。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

この構成により、台座部による耐抜止性を向上させることができる。

【0017】

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
前記いずれかの構成のスタッドピンと、
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空気入りタイヤを提供する。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、ボディと台座部に円弧状部を形成するようにしたので、空気入りタイヤのピン穴の密着度を高めて優れた保持性すなわち耐抜止性を発揮させることができる。また、台座部の直線部が回転方向の位置ずれを防止するので、コーナリング時、エッジ部により優れたエッジ効果を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施形態に係るスタッドピンの斜視図である。

【図2】図１に示すスタッドピンの正面図である。

【図3】図１に示すスタッドピンの平面図である。

【図4】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5】図４に示すピン穴の断面図である。

【図6】他の実施形態に係るスタッドピンの平面図である。

【図7】他の実施形態に係るスタッドピンの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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必ずしも合致するものではない。

【0021】

図１及び図２は、本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。

【0022】

ボディ２は、ほぼ円柱状であるが、外周面の一部には軸心（ボディ２を平面視で真円であると仮定したときの中心位置を意味する。）と平行な側面６が形成されている。これにより、少なくともボディ２の上端外縁部には、軸心に直交する直線と平行なボディ側エッジ部８ａと、それ以外の円弧状部８ｂとが形成される。

【0023】

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、ボディ側エッジ部８ａ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、ボディ側エッジ部８ａ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する。また、円弧状部８ｂには、円弧のみに限らず、複数の線分で繋がった多角形状の一部も含まれる。但し、線分の長さはボディ側エッジ部８ａよりも短い。

【0024】

さらに、ボディ２では、平面視で、円柱部分の直径Ｌ１とボディ側エッジ部８ａの長さＬ２との関係は、１／４＜Ｌ２／Ｌ１＜３／４を満足するように設定されている。１／４以下では、接地時の路面に対する部分的な接触圧が大きくなり過ぎ、３／４以上では、接地時にボディ２が破損しやすくなる。

【0025】

図３に示すように、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横軸を挟んで一方に位置する第１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。突出部１１は、平面視で、横軸を中心として縦軸方向の一方にのみ配置され、縦軸を中心として左右対称となっている。また、傾斜部１０が縦軸となす角度は９０°未満に設定され、特に好ましい角度は４５°である。各傾斜部１０の下端部から横軸に向かって互いに平行となる直線部１２ａが延びている。これにより、第１領域には斜め方向に拡張された部位（拡張部）が形成される。台座部４の縦軸方向の一端側すなわち横軸を挟んで他方に位置する第２領域には、ボディ２の側面６と平行な直線部９が形成されている。直線部９の長さは、ボディ側エッジ部８ａの長さよりも短く設定されている。直線部９の両端部と各直線部１２ａの一端部との間は、円弧部１２ｂによってそれぞれ構成されている。このように、第１領域と第２領域とは、横軸を中心として非対称な形状となるように形成されている。但し、第１領域と第２領域との関係は前記形状には限定されないが、ａ＞ｂを満足する縦長形状に形成されているのが好ましい。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。

【0026】

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、ボディ２の側面６と平行な平面である。第１エッジ部１５は、ボディ側エッジ部８ａの長さよりも短く設定されている。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１２ｂ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。

【0027】

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。

【0028】

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。なお、ここで言うエッジ効果には、走行開始時に路面に噛み込んでタイヤの回転力をスムーズに路面に伝達するトラクション性能、制動時すなわちブレーキを踏んで確実に停止させる制動性能、コーナリング時に横ずれすることなく、確実にコーナーをまがることができるコーナリング性能等が含まれる。

【0029】

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。

【0030】

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、ボディ２の側面６（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。

【0031】

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の上端部分のボディ側エッジ部８ａが路面に衝突する。ボディ側エッジ部８ａは、十分な長さと面積を有する。このため、ボディ側エッジ部８ａ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。また、凍結した路面（氷面）を走行する際、ボディ側エッジ部８ａが路面に噛み込み、優れた駆動力を発揮する。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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とを備えており、その脱落が有効に防止される。

【0035】

また、コーナリング時には、台座部４の直線部９，１２ａが回転方向の位置ずれを効果的に防止する。したがって、ボディ側エッジ部８ａが位置ずれしてそのエッジ効果が損なわれるといったことがない。

【0036】

ボディ２及び台座部４の平面視形状が円形の比較例、及び、図１から図３に示す実施例のスタッドピンを使用して抜止性及び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。抜止性試験では、ピン穴２６に装着したスタッドピン１にワイヤを接続し、前後、斜め及び横方向に一定速度で引っ張った。引っ張り力を徐々に大きくし、スタッドピン１がピン穴２６から抜けたときの引っ張り力で評価した。エッジ性能試験では、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から９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。

【0037】

評価結果は、表１に示す通りである。

【表1】

【0038】

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により全ての方向に対する抜止性を向上させることができた。また、ボディ側エッジ部８ａを有するボディ２と、各辺エッジ部を有するシャフト５とにより、エッジ効果の全ての項目で優れた効果を発揮した。このエッジ効果は、ボディ２にボディ側エッジ部８ａを形成したことと、シャフト５を２段にすることにより、エッジ部の方向を自由に設定することができたことと、エッジ部を長くすることができたこととがその要因である。

【0039】

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。

【0040】

前記実施形態では、タイヤの蹴出側に、ボディ側エッジ部８ａ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、ボディ側エッジ部８ａにより制動力を作用させやすくなる。

【0041】

前記実施形態では、ボディ２のボディ側エッジ部８ａと、シャフト５の第１エッジ部１５とを左右に延びる１点鎖線に対して共に下側に配置するようにしたが、逆側に配置することも可能である。図６では、シャフト５を１８０°回転させ、ボディ側エッジ部８ａを左右に延びる直線に対して下側、シャフト５の第１エッジ部１５を上側にそれぞれ配置している。この場合、ボディ側エッジ部８ａをタイヤ周方向に対して直交させてタイヤ踏込側に配置し、シャフト５の第１エッジ部１５をタイヤ蹴出側に配置することができる。これによれば、ボディ側エッジ部８ａで制動性能を発揮させ、シャフト５の第１エッジ部１５でトラクション性能を発揮させることが可能となる。

【0042】

前記実施形態では、ボディ２のボディ側エッジ部８ａ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。

【0043】

前記実施形態では、台座部４を縦軸長さａと横軸長さｂがａ＞ｂの関係を満足する縦長形状としたが、ａ＜ｂの関係を満足する横長形状とすることもできる。また、斜め方向に長くなった形状とすることもでき、空気入りタイヤのピン穴２６に装着した状態で、いずれの方向への耐抜止性を高めるのかに応じて伸長させる方向を決定するようにすればよい。

【符号の説明】

【0044】

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
６…側面
７…テーパ面
８ａ…ボディ側エッジ部（エッジ部）
８ｂ…円弧状部
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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】