特許 6688203 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6688203

(24)【登録日】2020年4月7日

(45)【発行日】2020年4月28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 20060101AFI20200421BHJP

【ＦＩ】

   B60C11/16 A

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-209208(P2016-209208)

(22)【出願日】2016年10月26日

(65)【公開番号】特開2018-69825(P2018-69825A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2019年3月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ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】里井 彩

【審査官】 鏡 宣宏

(56)【参考文献】

【文献】 欧州特許出願公開第１７９８０６８（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開昭５８−３６７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１３３３０１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−２０７７４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｃ １１／００−１１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボディと、
前記ボディから突出するシャフトと
を備え、
前記シャフトは、前記ボディから突出する第１段部と、前記第１段部から突出する第２段部と、前記第２段部から突出する第３段部とを少なくとも含む複数の段部を備える多段構造であり、
前記第１段部の平面視での外形形状と、前記第２段部の平面視での外形形状が異なる、スタッドピン。

【請求項2】

前記第２段部の前記エッジ成分の数は、前記第１段部の前記エッジ成分の数よりも少ない、請求項１に記載のスタッドピン。

【請求項3】

最先端段の段部のエッジ成分の数は、最先端段から２番目の段部のエッジ成分の数より多い、請求項１又請求項２に記載のスタッドピン。

【請求項4】

前記シャフトの前記段部の総段数が奇数であり、
奇数段である第Ｎ＋１段の前記段部の前記エッジ成分の数は、第Ｎ段の前記段部の前記エッジ成分の数よりも多い、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスタッドピン。

【請求項5】

前記シャフトの前記段部の総段数が偶数であり、
偶数段である第Ｎ＋１段の前記段部の前記エッジ成分の数は、第Ｎ段の前記段部の前記エッジ成分の数よりも多い、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスタッドピン。

【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。

【背景技術】

【0002】

空気入りタイヤ用のスタッドピンは、氷雪路面に対する引っ掻きと突き刺さりにより、空気入りタイヤないしはそれが装着された車両の氷雪路面での走行性能（駆動性能、制動性能、及び旋回性能を含む）を向上させる。

【0003】

特許文献１に開示されたスタッドピンは、ヘッドないしボディと、ボディの端面から突出するピンないしシャフトとを備える。シャフトの平面視での一方側は、少なくとも一つの歯部が画定された不連続な輪郭を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【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】

【0005】

シャフトが多方向にエッジ成分を有することで、氷雪路面での走行性能（特に旋回性能）がより向上する。しかし、特許文献１に開示されたものを含め、従来のスタッドピンでは、シャフトに多方向のエッジ成分を持たせることについて、十分な考慮は払われていない。

【0006】

本発明は、スタッドピンのシャフトに、より多方向にエッジ成分を持たせることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、ボディと、前記ボディから突出するシャフトとを備え、前記シャフトは、前記ボディから突出する第１段部と、前記第１段部から突出する第２段部と、前記第２段部から突出する第３段部とを少なくとも含む複数の段部を備える多段構造であり、前記第１段部の平面視での外形形状と、前記第２段部の平面視での外形形状が異なる、スタッドピンを提供する。

【0008】

シャフトの第１段部と第２段部とは、平面視での外形形状が異なる。そのため、第１段部のエッジ成分と、第２段部でのエッジ成分は、平面視での方向が異なる。つまり、シャフトは多方向にエッジ成分を有し、これらのエッジ成分が多方向に作用する。その結果、氷雪路面での走行性能が向上する。

【0009】

前記第２段部の前記エッジ成分の数は、前記第１段部の前記エッジ成分の数よりも少ないことが好ましい。

【0010】

エッジ成分の数が多い程、個々のエッジ成分の長さは短くなる。第１段部でのエッジ成分の数を相対的に多く設定することで、個々のエッジ成分の長さを確保しつつ、多方向にエッジ成分を確保できる。また、第２段部のエッジ成分の数を相対的に少なく設定することで、個々のエッジ成分の長さを確保しつつ、第１段部のエッジ成分とは異なる方向にもエッジ成分を確保できる。

【0011】

最先端段の段部のエッジ成分の数は、最先端段から２番目の段部のエッジ成分の数より多いことが好ましい。

【0012】

一般に、ある段部のエッジ成分の数が多い程、その段部の氷雪路面への突き刺さり効果が高い。また、最先端段の段部は、他の段部と比較して、氷雪路面への突き刺さり効果が最も高い。従って、最先端段の段部のエッジ成分の数を相対的に多く設定することで、シャフトの氷雪路面への突き刺さり効果を効果的に向上できる。

【0013】

前記シャフトの前記段部の総段数が奇数の場合、奇数段である第Ｎ＋１段の前記段部の前記エッジ成分の数は、第Ｎ段の前記段部の前記エッジ成分の数よりも多く設定される。

【0014】

前記シャフトの前記段部の総段数が偶数の場合、偶数段である第Ｎ＋１段の前記段部の前記エッジ成分の数は、第Ｎ段の前記段部の前記エッジ成分の数よりも多く設定される。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、スタッドピンのシャフトに、エッジ成分をより多方向に持たせることができ、それによって氷雪路面での走行性能を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態に係るスタッドピンの斜視図。

【図2】第１実施形態に係るスタッドピンのシャフトの平面図。

【図3】第１実施形態に係るスタッドピンの図１の矢印IIIの方向から見た部分側面図。

【図4】第１実施形態に係るスタッドピンが装着された空気入りタイヤのトレッド部の展開図。

【図5A】第２実施形態に係るスタッドピンのシャフトの平面図。

【図5B】第２実施形態に係るスタッドピンの図３と同様の部分側面図。

【図6A】第３実施形態に係るスタッドピンのシャフトの平面図。

【図6B】第３実施形態に係るスタッドピンの図３と同様の部分側面図。

【図7A】第４実施形態に係るスタッドピンのシャフトの平面図。

【図7B】第４実施形態に係るスタッドピンの図３と同様の部分側面図。

【図8】比較例に係るスタッドピンの部分斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

【0018】

（第１実施形態）
図１から図３を参照すると、本実施形態のスタッドピン１の全体的として、それ自体の軸線ＡＸに沿って延びた形状を有する。以下の説明において、スタッドピン１を軸線ＡＸに沿って先端側から見た形状について、「平面視」という用語を使用する場合がある。

【0019】

スタッドピン１は、最も基端側のベース２と、ベース２から突出するシャンク３と、シャンク３の先端に設けられたボディ４とを備える。また、スタッドピン１は、ボディ４から突出するシャフト５を備える。

【0020】

本実施形態手では、ベース２は概ね円盤状で、ボディ４は概ね円柱状である。シャンク３は概ね、ベース２及びボディ４よりも小径の短円柱状である。また、ベース２、シャンク３、及びボディ４は一体構造で、アルミニウム、又はアルミニウム合金製である。ベース２、シャンク３、及びボディ４のいずれについても、他の構造及び他の材料を採用できる。

【0021】

ボディ４は、端面４ａと側面４ｂとを備える。本実施形態に端面４ａは、概ね、軸線ＡＸに直交して拡がる平坦面である。端面４ａは、軸線ＡＸに対して傾斜していてもよいし、非平坦面であってもよい。ボディ４の端面４ａからシャフト５が軸線ＡＸに沿う方向に突出している。シャフト５の平面視での輪郭ないし外形形状は、ボディ４の端面４ａの平面視での外形形状に囲まれた領域内に収まっている。つまり、シャフト５の平面視での外形形状の面積は、ボディ４の端面４ａの平面視での外形形状の面積よりも狭い。例えば、前者の面積は後者の面積の１０〜４５％に設定できる。

【0022】

本実施形態では、シャフト５の材質は、タングステンである。また、シャフト５はベース２、シャンク３、及びボディ４とは別部品であり、嵌合によりボディ４に固定されている。シャフト５について、他の材料を採用できる。シャフト５はボディ４と一体構造でもよい。

【0023】

図４を併せて参照すると、スタッドピン１は、空気入りタイヤ６のトレッド部６ａに形成されたピン孔６ｂに装着して使用される。ベース２及びシャンク３の全体がピン孔６ｂに収容される。ボディ４は、その端面４ａとシャフト５とがトレッド部６に露出した状態で、ピン孔６ｂに収容される。

【0024】

シャフト５は、複数の段部を備える多段構造である。本実施形態では、シャフト５は３段の段部、つまり第１段部１１、第２段部１２、及び第３段部１３を備える。シャフト５の第１から第３段部１１，１２，１３は、端面１１ａ，１２ａ，１３ａと、側面１１ｂ，１２ｂ，１３ｂをそれぞれ備える。最基端段側の段部、つまり第１段部１１は、ボディ４の端面４ａから突出している。また、中間段の段部、つまり第２段部１２は、第１段部１１の端面１１ａから突出している。さらに、最先端段の段部、つまり第３段部１３は第２段１２の端面１２ａから突出している。シャフト５は４段以上の段部を備えていてもよい。

【0025】

シャフト５の全高（本実施形態ではボディ４の端面４ａから第３段部１３の端面１３ａまでの高さ）は、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定できる。また、シャフトの全高に対する、第１段部１１以外の段部の高さの和（本実施形態では第２及び第３段部１２，１３の高さの和）の割合は、例えば１０％以上９０％以下に設定できる。

【0026】

シャフト５の第１から第３段部１１，１２，１３は、ボディ４側、つまり基端側ほど平面視での端面１１ａ，１２ａ，１３ａの外形形状が大きい。逆に言えば、シャフト５の第１から第３段部１１，１２，１３は、先端側ほど平面視での端面１１ａ，１２ａ，１３ａの外形形状が小さい。そのため、シャフト５は、全体として、ボディ４の端面４ａから突出する階段状に尖った突起を構成している。

【0027】

本実施形態では、第１から第３段部１１，１２，１３の端面１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、概ね、軸線Ａに直交し拡がる平坦面である。端面１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、軸線ＡＸに対して傾斜していてもよいし、非平坦面であってもよい。

【0028】

図２に最も明瞭に示すように、第１から第３段部１１，１２，１３の端面１１ａ，１２ａ，１３ａの平面視での外形形状は、それぞれ五角形、四角形、及び五角形である。端面１１ａが五角形である第１段部１１では、端面１１ａと側面１１ｂとにより、５個の辺ないしエッジ成分２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅが形成されている。また、端面１２ａが四角形である第２段部１２では、端面１２ａと側面１２ｂとにより、４個の辺ないしエッジ成分２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが形成されている。さらに、端面１３ａが五角形である第３段部１３では、端面１３ａと側面１３ｂとにより、５個の辺ないしエッジ成分２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅが形成されている。本実施形態では、エッジ成分２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｅは、直線状である。しかし、これらのエッジ成分２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｅは、幾何学的に厳密な意味で直線状である必要はなく、氷雪路面に対する引っ掻き効果が得られる限り、ある程度湾曲又は蛇行していてもよい。また、氷雪路面に対する引っ掻き効果が得られる限り、これらのエッジ成分２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｅに面取りを施してもよい。

【0029】

前述のように、第１段部１１の端面１１ａの平面形状は五角形で、第２端部１２の端面１２ａの平面形状は四角形である。つまり、シャフト５の第１端部１１と第２端部１２とは、端面１１ａ，１２ａの平面視での外形形状が異なる。そのため、そのため、第１段部１１のエッジ成分２１ａ〜２１ｄと、第２段部１２のエッジ成分２２ａ〜２２ｄは、平面視での方向が異なる。より具体的には、平面視で、第２段部１２のエッジ成分２２ａ〜２２ｄはいずれも、第１段部１１のエッジ成分２１ａ〜２１ｅのうちのいずれとも平行ではない。つまり、シャフト５は、図１に符号Ｅで概念的に示すように多方向に向いたエッジ成分を有し、これらのエッジ成分が多方向に作用する。その結果、氷雪路面での走行性能が向上する。

【0030】

第１段部１１は５個のエッジ成分２１ａ〜２１ｅを有し、第２段部１２は４個のエッジ成分２２ａ〜２２ｄを有する。また、第２段部１２の端面１２ａは第１段部１１の端面１１ａよりも小さい。一般に、段部の端面の大きさが同じであれば、エッジ成分の数が多い程、個々のエッジ成分の長さは短くなる。従って、端面１１ａが相対的に大きい第１段部１１のエッジ成分の数を相対的に多く設定することで、個々のエッジ成分２１ａ〜２１ｅの長さを確保しつつ、多方向にエッジ成分を確保できる。また、端面１２ａが相対的に小さい第２段部１２のエッジ成分の数を相対的に少なく設定することで、個々のエッジ成分２２ａ〜２２ｄの長さを確保しつつ、第１段部１１のエッジ成分２１ａ〜２１ｅとは異なる方向にもエッジ成分２２ａ〜２２ｄを確保できる。その結果、第１段部１１の端面１１ａの外形形状と第２段部１２の端面１２ａの外形形状を単に異ならせた場合よりも、氷雪路面での走行性能がより向上する。

【0031】

前述のように、最先端段である第３段部１３の端面１３ａは、五角形であり、５個のエッジ成分２３ａ〜２３ｅを有する。また、最先端段から２番目の段部である第２段部１２の端面１２ａは、四角形であり、４個のエッジ成分２２ａ〜２２ｄを有する。つまり、最先端段である第３段部１３のエッジ成分２３ａ〜２３ｅの数は、最先端段から２番目の段部である第２段部１２のエッジ成分２２ａ〜２２ｄの数よりも多い。

【0032】

第１から第３段部１１〜１３の個々については、エッジ成分の数が多い程、その段部の氷雪路面への突き刺さり効果が高い。また、最先端段である第３段部１３は、第１及び第２段部１１，１２と比較して、氷雪路面への突き刺さり効果が最も高い。従って、最先端段である第３段部１３のエッジ成分の数を、第２段部１２のエッジ成分の数よりも相対的に多く設定することで、シャフト５の氷雪路面への突き刺さり効果を効果的に向上し、それによって氷雪路面での走行性能を向上できる。

【0033】

一般に、シャフトの段部の総段数が奇数であれば、奇数段である第Ｎ＋１段（Ｎは自然数）の段部のエッジ成分の数を、第Ｎ段の段部のエッジ成分の数よりも多く設定することで、最先端段の段部のエッジ成分の数は、最先端段から２番目の段部のエッジ成分の数より多くなる。同様に、シャフトの段部の総段数が偶数であれば、偶数段である第Ｎ＋１段（Ｎは自然数）の段部のエッジ成分の数を、第Ｎ段の段部のエッジ成分の数よりも多く設定することで、最先端段の段部のエッジ成分の数は、最先端段から２番目の段部のエッジ成分の数より多くなる。

【0034】

シャフト５の平面視での形状に対して空気入りタイヤ６の回転方向が図２の矢印Ｒ１で示す向きとなるように、スタッドピン１がトレッド部６ａに装着された場合、第１段部１１のエッジ成分２１ａ，２１ｂの接続部分に構成される尖り部３１ｇと、第３段部１３のエッジ成分２３ａ，２３ｂの接続部分に構成される尖り部３３ｇとが踏み込み側となる。そのため、これら尖り部３１ｇ，３３ｇの氷雪路面への突き刺さり効果が、駆動トルク向上に効果的に寄与する。また、この場合、第１段部１１のエッジ成分２１ｄと第２段部１２のエッジ成分２２ｃとが蹴り出し側となる。そのため、これらのエッジ成分２１ｄ，２２ｃの氷雪路面への引っ掻き効果が、制動力の向上に効果的に寄与する。

【0035】

以下、本発明のその他の実施形態について説明する。これらの実施形態について特に言及しない構造及び機能は、第１実施形態と同様である。また、これらの実施形態に関する図面では、第１実施形態と同一又は同様の要素には、同一の符号を付している。

【0036】

（第２実施形態）
図５Ａ及び図５Ｂに示す第２実施形態に係るスタッドピン１では、第１から第３段部１１〜１３の端面１１ａ〜１１ｃの平面視での外形形状は、それぞれ五角形、四角形、及び六角形である。第１段部１１は５個のエッジ成分２１ａ〜２１ｅを備え、第２段部１２は４個のエッジ成分２２ａ〜２２ｄを備える。また、第３段部１３は６個のエッジ成分２３ａ〜２３ｆを備える。

【0037】

第１段部１１と第２段部１２は平面視での外形形状が異なり、かつ第２段部１２のエッジ成分の数は４個で、第１段部１１のエッジ成分の数である５個よりも少ない。また、最先端段である第３段１３のエッジ成分の数は６個で、最先端段から２番目の段部である第２段１２のエッジ成分の数である４個より多い。

【0038】

（第３実施形態）
図６Ａ及び図６Ｂに示す第３実施形態に係るスタッドピン１では、第１から第３段部１１〜１３の端面１１ａ〜１１ｃの平面視での外形形状は、それぞれ六角形、円形、及び四角形である。第１段部１１は６個のエッジ成分２１ａ〜２１ｆを備え、円形である第２段部１２はエッジ成分の数は無限大とみなせる。また、第３段部１３は４個のエッジ成分２３ａ〜２３ｄを備える。

【0039】

第１段部１１の平面視での外形形状は六角形で、第２段部１２は平面視での外形形状は円形であり、互いに異なる。

【0040】

（第４実施形態）
図７Ａ及び図７Ｂに示す第４実施形態に係るスタッドピン１では、第１から第３段部１１〜１３の端面１１ａ〜１１ｃの平面視での外形形状は、それぞれ六角形、四角形、及び五角形である。第１段部１１は６個のエッジ成分２１ａ〜２１ｆを備え、第２段部１２は４個のエッジ成分２２ａ〜２２ｄを備える。また、第３段部１３は５個のエッジ成分２３ａ〜２３ｅを備える。

【0041】

第１段部１１と第２段部１２は平面視での外形形状が異なり、かつ第２段部１２のエッジ成分の数は４個で、第１段部１１のエッジ成分の数である６個よりも少ない。また、最先端段である第３段１３のエッジ成分の数は５個で、最先端段から２番目の段部である第２段１２のエッジ成分の数である４個より多い。

【0042】

（評価試験）
後掲の表１に示すように、比較例、並びに第１から第４実施形態のスタッドピン（いずれも新品）について、駆動性能、制動性能、及び旋回性能の評価試験を行った。

【0043】

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。この評価試験では、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た。エッジ性能の評価では、比較例の場合を１００として第１から第４実施形態を指数評価した。駆動性能については、アイス路面において停止状態から発進して３０ｍに到達するまでの時間で評価した。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。

【0044】

比較例のスタッドピン１は、図８に示すように、多段構造ではなく、単一の円柱で構成されたシャフト５を有する。また、比較例及び第１から第４実施形態のいずれについても、タイヤ回転方向が図において矢印Ｒ１で示す向きとなるように、スタッドピン１をテストタイヤに装着した。

【0045】

【表1】

【0046】

第１段部１１と第２段部１２の平面視での外形形状を異ならせている第１から第４実施形態は、駆動性能、制動性能、及び旋回性能のいずれについても、比較例を上回る性能を発揮した。

【符号の説明】

【0047】

１ スタッドピン
２ ベース
３ シャンク
４ ボディ
４ａ 端面
４ｂ 側面
５ シャフト
１１ 第１段部
１１ａ 端面
１１ｂ 側面
１２ 第２段部
１２ａ 端面
１２ｂ 側面
１３ 第３段部
１３ａ 端面
１３ｂ 側面
６ 空気入りタイヤ
６ａ トレッド部
６ｂ ピン孔
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ エッジ成分
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ エッジ成分
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ エッジ成分
３１ｇ，３３ｇ 尖り部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】