JP2017213960A - 空気入りタイヤ、スタッドピン - Google Patents

Abstract

【課題】トレッド面のショルダー領域に配置されたスタッドピンの抜け落ちを抑制することのできる空気入りタイヤおよびスタッドピンを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤにおいて、スタッドピンは、接地端を含む領域に形成された取付孔に取り付けられている。取付孔の側面と接触するスタッドピンの基部の外周側面に、周方向に沿って延在する１または複数の環状溝が形成されている。最もタイヤセンターラインの側に位置する環状溝上の第１の位置は、最も接地端の側に位置する環状溝上の第２の位置に対してタイヤ径方向の外側に位置し、環状溝に沿って第１の位置から第２の位置に向かって進むとき、環状溝は、当該環状溝が形成されたスタッドピンが位置するタイヤ周上の位置と同じタイヤ周上の位置でトレッド部と接するタイヤ幅方向と平行な接線に接近することなく進むよう延在していることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気入りタイヤ、スタッドピンに関する。

従来、氷雪路用タイヤでは、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取付孔に埋め込まれる。取付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取付孔にスタッドピンを挿入することで、スタッドピンが取付孔にきつく埋め込まれ、タイヤ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取付孔からの抜け落ちを防いでいる。

スタッドピンは、基部と、基部の一端面より突出する先端部とを備える。基部はタイヤのトレッド面に形成された取付孔に、先端部がトレッド面から突出するように嵌め込まれる。

スタッドピンの取付孔からの抜け落ちを防ぐために、基部が取付孔に挿入されたときに取付孔の底側に位置する基部の端部（底部）にフランジ部を設けることが行われている。また、スタッドピンの倒れ込みによる抜け落ちを抑制するために、フランジ部の上面または下面の縁部に凸部を形成することも行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１３１３５１号公報

タイヤのトレッド面は、一般に、タイヤセンターラインからトレッド端に進むにつれてタイヤ径方向の内側に落ち込むよう、タイヤ幅方向に対する傾斜角度が徐々に大きくなっている。タイヤが路面に接地すると、トレッド端の側にあるトレッド面の領域（ショルダー領域）が、タイヤセンターラインの側にあるトレッド面の領域（センター領域）と面一になるようにトレッド部が変形するため、ショルダー領域に配置されたスタッドピンは、接地していないときと比べて、タイヤ幅方向に倒れた姿勢で接地しやすい。このため、スタッドピンは、路面から、タイヤ幅方向の外側から内側に向かう横力を受けやすく、このような横力を路面から繰り返し受けることで、スタッドピンのタイヤ幅方向に対する傾きが徐々に大きくなる場合がある。スタッドピンの傾きが大きくなると、先端部側の基部の部分がトレッド面から徐々に突出し、スタッドピンは抜け落ちやすくなる。特許文献１の技術では、ショルダー領域に配置されたスタッドピンが抜け落ちやすくなることを抑制する効果は不充分であった。

そこで、本発明は、トレッド面のショルダー領域に配置されたスタッドピンの抜け落ちを抑制することのできる空気入りタイヤおよびスタッドピンを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、スタッドピンと、前記スタッドピンが取り付けられる取付孔が形成されたトレッド部と、を備える空気入りタイヤであって、
前記スタッドピンは、前記トレッド部の接地領域のタイヤ幅方向の端である接地端と、タイヤセンターラインとの間の領域をタイヤ幅方向に二等分した領域のうち、前記接地端を含む領域に形成された前記取付孔に取り付けられており、
前記スタッドピンは、
路面と接触する先端部と、
一方向に延び、一方の端において前記先端部を支持する基部と、を有し、
前記取付孔の側面と接触する前記基部の外周側面に、周方向に沿って延在する１または複数の環状溝が形成され、
最も前記タイヤセンターラインの側に位置する前記環状溝上の第１の位置は、最も前記接地端の側に位置する前記環状溝上の第２の位置に対してタイヤ径方向の外側に位置し、
前記環状溝に沿って前記第１の位置から前記第２の位置に向かって進むとき、前記環状溝は、当該環状溝が形成されたスタッドピンが位置するタイヤ周上の位置と同じタイヤ周上の位置で前記トレッド部と接するタイヤ幅方向と平行な接線に接近することなく進むよう延在していることを特徴とする。

前記環状溝は、前記一方向と直交する第１の平面と交差する第２の面上で環状をなすよう延在していることが好ましい。

前記環状溝は、前記一方向と平行な前記スタッドピンの軸線を含む平面において、前記先端部側に向かうにつれて前記軸線に近づく第１傾斜面と、前記先端部に向かうにつれて前記軸線から遠ざかる第２傾斜面と、を有していることが好ましい。

前記軸線を含む平面において前記軸線と前記第１傾斜面とがなす角θ１に関して、１０°≦θ１≦７０°であることが好ましい。

前記軸線を含む平面において前記軸線と前記第２傾斜面とがなす角θ２に関して、１０°≦θ２≦７０°であることが好ましい。

前記軸線を含む平面において、前記軸線と前記第１傾斜面とのなす角θ１、および、前記軸線と前記第２傾斜面とのなす角θ２に関して、θ１＜θ２であることが好ましい。

前記接線を含む、前記空気入りタイヤのタイヤ径方向の断面において、前記トレッド部の表面における、前記タイヤセンターラインの位置およびタイヤ幅方向の端を結ぶ直線と、前記接線とのなす角の大きさα、および、前記第１の位置と前記第２の位置とを結ぶ方向と、前記接線とのなす角の大きさβに関して、α−７°≦β≦α＋７°であることが好ましい。

本発明の別の一態様は、空気入りタイヤのトレッド部の取付孔に取り付けられるスタッドピンであって、
路面と接触する先端部と、
一方向に延び、一方の端において前記先端部を支持する基部と、を有し、
前記取付孔の側面と接触する前記基部の外周側面に、前記一方向と直交する第１の平面と交差する第２の面上で環状をなすよう周方向に沿って延在する１または複数の環状溝が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、トレッド端の側のトレッド面の領域に配置されたスタッドピンの抜け落ちを抑制することができる。

空気入りタイヤの断面を示すタイヤ断面図である。 スタッドピン５０Ａの外観斜視図である。 取付孔４０に装着されたスタッドピン５０Ａの側面図である。 （ａ）は、タイヤ周方向の一方の側から見たスタッドピン５０Ａの側面図であり、（ｂ）は、タイヤ周方向の他方の側から見たスタッドピン５０Ａの側面図である。 （ａ）は、スタッドピン５０Ａの動きを説明する図であり、（ｂ）は、比較対象のスタッドピン８０の動きを説明する図である。 θ１＜θ２を満たすスタッドピン５０をタイヤ周方向の一方の側から見た側面図である。 ショルダー領域Ｓｈに配置されたスタッドピン５０Ａをタイヤ周方向の一方の側から見て示す図である。 変形例１に係るスタッドピン５０Ｂの側面図である。 変形例２に係るスタッドピン５０Ｃの側面図である。

以下、本発明の空気入りタイヤおよびスタッドピンを詳細に説明する。
（タイヤの全体説明）
以下、本実施形態の空気入りタイヤについて説明する。図１は、本実施形態の空気入りタイヤ（以降、タイヤという）１０の断面を示すタイヤ断面図である。
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。

以降で説明するタイヤ周方向とは、タイヤ回転軸線を中心にタイヤ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、タイヤ回転軸線に対して直交して延びる放射方向をいう。タイヤ径方向外側とは、タイヤ回転軸線からタイヤ径方向に離れる側をいい、タイヤ径方向内側とは、タイヤ回転軸線に向かってタイヤ径方向に近づく側をいう。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸線の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。

（タイヤ構造）
タイヤ１０は、骨格材として、一対のビードコア１１と、カーカスプライ層１２と、ベルト層１４とを有し、これらの骨格材の周りに、トレッドゴム部材１８と、サイドゴム部材２０と、ビードフィラーゴム部材２２と、リムクッションゴム部材２４と、インナーライナゴム部材２６と、を主に有する。

一対のビードコア１１は円環状であり、タイヤ幅方向の両端部であって、タイヤ径方向内側端部に配置されている。
カーカスプライ層１２は、有機繊維をゴムで被覆した１又は複数のカーカスプライ材１２ａ、１２ｂからなる。カーカスプライ材１２ａ、１２ｂは、トロイダル形状をなすよう一対のビードコア１１の間に巻き回されている。
ベルト層１４は複数のベルト材１４ａ、１４ｂからなり、カーカスプライ層１２のタイヤ径方向外側にタイヤ周方向に巻き回されている。タイヤ径方向内側のベルト材１４ａのタイヤ幅方向の幅は、タイヤ径方向外側のベルト材１４ｂの幅に比べて広い。
ベルト材１４ａ、１４ｂは、スチールコードにゴムを被覆した部材である。ベルト材１４ａのスチールコード、および、ベルト材１４ｂのスチールコードは、タイヤ周方向に対して所定の角度、例えば２０〜３０度傾斜して配置されている。ベルト材１４ａのスチールコードと、ベルト材１４ｂのスチールコードとは、タイヤ周方向に対して互いに逆方向に傾斜し、互いに交錯する。ベルト層１４は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、トレッドゴム部材１８が設けられる。トレッドゴム部材１８の両端部には、サイドゴム部材２０が接続されている。トレッドゴム部材１８は、タイヤ径方向外側に設けられる上層トレッドゴム部材１８ａと、タイヤ径方向内側に設けられる下層トレッドゴム部材１８ｂとの２層のゴム部材からなる。上層トレッドゴム部材１８ａには、周方向溝、ラグ溝や、スタッドピンの取付孔４０が設けられる。取付孔４０は、上層トレッドゴム部材１８ａの表面（トレッド面）のうち、接地端Ｅ１，Ｅ２の間の領域である接地領域に設けられている。
接地端Ｅ１，Ｅ２は、タイヤ１０を正規リムに組み付け、正規内圧を充填し、正規荷重の８８％を負荷荷重とした条件において水平面に接地させたときの接地面のタイヤ幅方向の両端である。正規リムとは、JATMAに規定される「測定リム」、TRAに規定される「Design Rim」、あるいはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。正規内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。正規荷重とは、JATMAに規定される「最大負荷能力」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。
接地領域には、接地端Ｅ１，Ｅ２とタイヤセンターラインＣＬとの間の半トレッド領域のそれぞれをタイヤ幅方向に二等分したショルダー領域Ｓｈ（第１の領域）およびセンター領域Ｃｅ（第２の領域）が含まれる。取付孔４０は、ショルダー領域Ｓｈおよびセンター領域Ｃｅに形成され、トレッド面の法線方向に沿って延びるよう形成されている。図１には、代表してショルダー領域Ｓｈの取付孔４０が示されている。なお、図１において、スタッドピンの図示は省略されている。

サイドゴム部材２０のタイヤ幅方向外側の面には、タイヤの回転方向、サイズ、型番、標章、製造国等の情報を表示する領域が設けられている。
サイドゴム部材２０のタイヤ径方向内側の端には、リムクッションゴム部材２４が設けられる。リムクッションゴム部材２４はタイヤ１０を装着するリムと接触する。ビードコア１１のタイヤ径方向外側には、ビードコア１１の周りに巻きまわしたカーカスプライ層１２に挟まれるようにビードフィラーゴム部材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部材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面を覆うベルトカバー層２８を備える。ベルトカバー層２８は、有機繊維と、この有機繊維を被覆するゴムとからなる。

（スタッドピン）
次に、本実施形態のスタッドピンについて説明する。
図２は、本実施形態のスタッドピン５０Ａの外観斜視図である。図３は、トレッド部Ｔｒのショルダー領域Ｓｈの取付孔４０に装着されたスタッドピン５０Ａの側面図である。図３において、左方がタイヤセンターラインＣＬの側を示し、右方が接地端Ｅ１の側を示す。図４（ａ）は、タイヤ周方向の一方の側から見たスタッドピン５０Ａの側面図であり、図４（ｂ）は、タイヤ周方向の一方の側と反対側の他方の側から見たスタッドピン５０Ａの側面図である。なお、図４以降の図面では、説明のため、図２および図３とは上下方向を逆にして、スタッドピンを示す。
本実施形態のスタッドピン５０Ａは、ショルダー領域Ｓｈの取付孔４０に取り付けられる。

スタッドピン５０Ａは、基部５３Ａと、先端部６０と、を主に有する。
基部５３Ａは、装着される空気入りタイヤの取付孔４０内に埋設される。基部５３Ａは、取付孔４０を構成するトレッドゴム部材１８と接触していることが好ましい。基部５３Ａは、取付孔４０の孔径より大きい径を有しており、基部５３Ａが取付孔４０の側面（内壁面）によってトレッドゴム部材１８に押圧されることによりスタッドピン５０Ａがトレッド部に固定される。スタッドピン５０Ａは、基部５３Ａ及び先端部６０が、方向Ｘに沿ってこの順に形成されている。なお、方向Ｘは、先端部６０に向けて延びる基部５３Ａの延在方向であり、スタッドピン５０Ａの軸線Ｃ（図４参照）が延びる方向と平行である。

基部５３Ａは、底部５４と、シャンク部５６と、胴体部５８Ａと、を有し、底部５４、シャンク部５６、および胴体部５８Ａが、方向Ｘに沿ってこの順に形成されている。

底部５４は、先端部６０と反対側の端部に位置している。底部５４はフランジ状であり、路面から受ける力によりスタッドピン５０Ａが取付孔４０内で回転することを防止する機能を有している。

シャンク部５６は、胴体部５８Ａと底部５４とを接続する部分である。シャンク部５６は円錐台形状であり、シャンク部５６の径は底部５４および胴体部５８Ａの最大外径よりも小さい。このため、シャンク部５６は胴体部５８Ａおよび底部５４の間に凹部を形成し、底部５４および胴体部５８Ａがフランジ形状を成している。

胴体部５８Ａは円筒形状であり、シャンク部５６と先端部６０との間に位置し、先端部６０と接続されたフランジ状の部分である。胴体部５８Ａは、図３に示すように、タイヤ１０に装着されるとき、上端面５８ａを露出させた状態でトレッドゴム部材１８内に埋設される。図３には、上端面５８ａをトレッド面と面一に露出させた状態で胴体部５８Ａが埋設された例が示されている。

先端部６０は、上端面５８ａから柱状に突出するよう、基部５３Ａに支持されている。先端部６０は、図３に示すように、トレッド部に装着された状態でトレッド面から突出し、路面と接触し、または氷を引っ掻く部分である。図示される例において、先端部６０の先端（方向Ｘ側の端部）は基部５３Ａの延在方向（図２の方向Ｘ）に対して垂直な先端面６０ａを形成している。図２においては、先端部６０は円柱状であるが、先端部６０の形状は任意であり、例えば多角柱状であってもよい。

先端部６０は、基部５３Ａと同じ金属材料で作られてもよく、異なる金属材料で作られてもよい。例えば、基部５３Ａおよび先端部６０がアルミニウムで作られてもよい。また、基部５３Ａがアルミニウムで作られ、先端部６０がタングステンで作られてもよい。基部５３Ａと先端部６０とが異なる金属材料で作られている場合、例えば、先端部６０を、胴体部５８Ａの上端面５８ａに形成された図示されない穴に打ち込んで嵌合させることにより、先端部６０を基部５３Ａに固定することができる。

胴体部５８Ａには、取付孔４０の内壁面と接触する外周側面に、周方向に沿って環状に延在する１又は複数の環状溝７１が設けられている。図３に示す例においては、２本の環状溝７１が設けられている。環状溝７１の数は、環状溝７１の溝底が軸線Ｃの周りの周方向に途切れることなく延在した環状溝７１の数をいう。環状溝７１の数は、２本に制限されることなく、１本であってもよく、３本以上（例えば３〜８本）であってもよい。環状溝７１の数が複数である場合に、軸線Ｃの方向に隣り合う２本の環状溝は、図３に示す例のように隣接して配置されていてもよく、方向Ｘに沿って互いに間隔をあけて配置されていてもよい。図３に示すように、スタッドピン５０Ａがトレッドゴム部材１８の取付孔４０に装着された状態で、環状溝７１には、取付孔４０の内壁を構成するトレッドゴム部材１８が入り込んでいる。なお、胴体部５８Ａの外周側面には、図３に示す例のように、軸線Ｃの周りの周方向に途切れた環状溝７１の一部が設けられていてもよい。

環状溝７１は、最もタイヤセンターラインＣＬの側に位置する環状溝７１上の第１の位置７１ａ（図４参照）が、最も接地端の側に位置する環状溝７１上の第２の位置７１ｂ（図４参照）に対してタイヤ径方向の外側に位置している。また、環状溝７１に沿って第１の位置７１ａから第２の位置７１ｂに向かって進むとき、環状溝７１は、当該環状溝７１が形成されたスタッドピン５０Ａが位置するタイヤ周上の位置と同じタイヤ周上の位置で、トレッド部と接するタイヤ幅方向と平行な接線Ｔ（図７参照）に接近することなく進むよう延在している。環状溝７１がこのような形態を有していることにより、接地時にスタッドピン５０Ａに横力が作用しても、取付孔４０内でスタッドピン５０Ａが傾くことが抑えられ、ショルダー領域Ｓｈに配置されたスタッドピン５０Ａの取付孔４０からの抜け落ちを抑えることができる。このスタッドピン５０Ａの作用に関して、後で説明する。なお、図３に示す例においては、環状溝７１の延在方向がタイヤ幅方向に対して傾斜していることで、第１の位置７１ａから第２の位置７１ｂに向かって進むとき、接線Ｔから遠ざかる。

環状溝７１は、図４に示されるように、軸線Ｃと直交する第１の平面Ｐ１と交差する第２の面Ｐ２上で環状をなすよう延在していることが好ましい。第２の面Ｐ２は、図４に示す例において、第１の平面Ｐ１に対して傾斜していることで、第１の平面Ｐ１と交差する平面である。環状溝７１がこのような形態を有していることにより、接地時にスタッドピン５０Ａに横力が作用しても、取付孔４０内でスタッドピン５０Ａが傾くことが抑えられ、ショルダー領域Ｓｈに配置されたスタッドピン５０Ａの付孔４０からの抜け落ちを抑えることができる。

環状溝７１は、図４に示されるように、軸線Ｃを含む平面において、第１傾斜面７２と、第２傾斜面７３と、を有していることが好ましい。軸線Ｃを含む平面は、図４に示す例において、軸線Ｃを含む紙面と平行な平面である。環状溝７１は、図４に示す例において、第１傾斜面７２および第２傾斜面７３により断面Ｖ字形状に設けられている。
第１傾斜面７２は、胴体部５８Ａの外周側面において底部５４側から先端部６０側へ向かうに連れて（方向Ｘへ向かうに連れて）、軸線Ｃに近づくように傾斜している。
第２傾斜面７３は、胴体部５８Ａの外周側面において底部５４側から先端部６０側へ向かうに連れて（方向Ｘへ向かうに連れて）、軸線Ｃから遠ざかるように傾斜している。

環状溝７１の断面形状は、Ｖ字形状に制限されず、例えば、台形状、Ｕ字形状、矩形状等であってもよい。このうち、台形状の溝断面は、たとえば、第１傾斜面７２および第２傾斜面７３の間に、軸線Ｃと平行な方向に延在する面を介在させることで形成される。また、矩形状の溝断面は、台形状の溝断面において、第１傾斜面７２および第２傾斜面７３をタイヤ幅方向に延在する面とすることで形成される。

ここで、図５を参照して、スタッドピン５０Ａの作用を説明する。
図５は、取付孔４０に装着されたスタッドピン５０Ａの先端部６０に対し、トレッド面と水平な方向に外力Ｆが作用した瞬間のトレッドゴム部材１８の断面図およびスタッドピン５０Ａの立面図である。図５（ａ）は、スタッドピン５０Ａの動きを説明する図であり、図５（ｂ）は、スタッドピン５０Ａの比較対象となるスタッドピン８０の動きを説明する図である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示す例では、胴体部の上端面をトレッド面と面一に露出させた状態で胴体部が埋設されている。
外力Ｆが先端部６０に対して図５（ａ）の右方向に作用した瞬間、スタッドピン５０Ａは底部５４を中心に図５（ａ）においてわずかに反時計回りに回転する。このとき、スタッドピン５０Ａの外力Ｆを受けた側（図５（ａ）の左側）では、トレッドゴム部材１８がスタッドピン５０Ａの動きに追従できず、胴体部５８Ａの外周側面と取付孔４０との間に隙間Ｇが生じる。
スタッドピン５０Ａの外周側面と取付孔４０の間に隙間Ｇが生じたとき、図５（ａ）に示すように、第２傾斜面７３は環状溝７１に入り込んだトレッドゴム部材１８と離間するが、第１傾斜面７２はトレッドゴム部材１８と接触し続ける。このため、第１傾斜面７２とトレッドゴム部材１８との摩擦により、外力Ｆによるスタッドピン５０Ａの動き（図５における右回転）を抑制することができる。このように、胴体部５８Ａの外周側面とスタッドピン取付用孔４０の内壁とが離れることを抑制することで、種々の方向からの外力Ｆが作用したときのスタッドピン５０Ａの取付孔４０からの抜け落ちを抑制することができる。

また、環状溝７１が、上述したように、第１の位置７１ａが第２の位置７１ｂよりもタイヤ径方向の外側に位置し、かつ、第１の位置７１ａから第２の位置７１ｂに向かって、接線Ｔに接近することなく進むよう延在した形態（以降の説明において、上記形態ともいう）を有していることにより、第１傾斜面７２とトレッドゴム部材１８との接触面積は、例えば、図５（ｂ）に示すスタッドピン８０のように、第１の位置８１ａと第２の位置８１ｂが接線Ｔに対して等距離離れて位置している形態と比べて大きくなっている。このことは、図５（ａ）において、第１傾斜面７２がトレッドゴム部材１８と接触する領域を、路面に接していない状態でのスタッドピン５０Ａの軸線Ｃの方向に投影した領域の長さが、図５（ｂ）における、第１傾斜面がトレッドゴム部材１８と接触する領域を、路面に接していない状態でのスタッドピン５０Ａの軸線Ｃの方向に投影した領域の長さよりも大きいことから理解できる。このように第１傾斜面７２とトレッドゴム部材１８との接触面積が大きいことで、第１傾斜面７２とトレッドゴム部材１８との摩擦が大きく、外力Ｆによるスタッドピン５０Ａの動き（図５における右回転）を抑制する効果が増している。このため、ショルダー領域Ｓｈに配置されたスタッドピン５０Ａが、外力Ｆとして、接地端の側からタイヤセンターラインＣＬの側に向かう横力を繰り返し受けても、スタッドピン５０Ａが取付孔４０内で傾きが大きくなることが抑制され、横力Ｆが作用しやすいショルダー領域Ｓｈに配置されたスタッドピン５０Ａの取付孔４０からの抜け落ちを効果的に抑制することができる。

第１傾斜面７２とトレッドゴム部材１８との接触面積の大きさは、スタッドピン５０Ａの軸線Ｃがトレッド面の法線方向と一致していない場合でも、スタッドピン５０Ａの環状溝７１が上記形態を有していることで、確保される。この理由は、スタッドピン５０Ａが上記形態を有していることにより、周方向に途切れることなく延在する環状溝７１がトレッド面から露出することが抑えられ、これによって環状溝７１とトレッドゴム部材１８との摩擦が大きくなっているためと考えられる。

軸線Ｃを含む平面において軸線Ｃと第１傾斜面７２とがなす角θ１に関して、１０°≦θ１≦７０°であることが好ましい。θ１がこの角度範囲にあることで、第１傾斜面７２とトレッドゴム部材１８との接触面積が十分に確保され、スタッドピン５０Ａの抜け落ちが抑制される。θ１が１０°未満であると、第１傾斜面７２がトレッドゴム部材１８と接触する領域を、タイヤ幅方向と平行な方向に投影した領域の面積が小さくなり、制駆動時のスタッドピン５０Ａの抜け落ちを抑制できない場合がある。θ１が７０°を超えると、第１傾斜面７２がトレッドゴム部材１８と接触する領域を、路面に接していない状態でのスタッドピン５０Ａの軸線Ｃの方向に投影した領域の面積が小さくなり、横力が作用したときのスタッドピン５０Ａの抜け落ちを抑制できない場合がある。角θ１に関して、３０°≦θ１≦６０°であることがより好ましい。

軸線Ｃを含む平面において軸線Ｃと第２傾斜面７３とがなす角θ２に関して、１０°≦θ２≦７０°であることが好ましい。θ２がこの角度範囲にあることで、スタッドピン５０ＡのタイヤセンターラインＣＬの側の部分において、第２傾斜面７３とトレッドゴム部材１８との接触面積が十分に確保され、横力が作用したときのスタッドピン５０Ａの抜け落ちが抑制される。θ２が１０°未満であると、スタッドピン５０ＡのタイヤセンターラインＣＬの側の部分において、第２傾斜面７３がトレッドゴム部材１８と接触する領域を、タイヤ幅方向と平行な方向に投影した領域の面積が小さくなり、制駆動時のスタッドピン５０Ａの抜け落ちを抑制できないピン抜け性が向上しない場合がある。また、スタッドピン５０Ａの外周側面に、十分な大きさの第１傾斜面７２を形成することができず、スタッドピン５０Ａの抜け落ちを抑制できない場合がある。θ２が７０°を超えると、スタッドピン５０ＡのタイヤセンターラインＣＬの側の部分において、第２傾斜面７３がトレッドゴム部材１８と接触する領域を、路面に接していない状態でのスタッドピン５０Ａの軸線Ｃの方向に投影した領域の面積が小さくなり、横力が作用したときのスタッドピン５０Ａの抜け落ちを抑制できない場合がある。また、環状溝７１の溝深さが大きくなり、スタッドピン５０Ａの強度を保てない場合がある。角θ２に関して、３０°≦θ２≦６０°であることがより好ましい。

軸線Ｃを含む平面において、角θ１および角θ２に関して、図６に示すように、θ１＜θ２であることが好ましい。図６は、θ１＜θ２を満たすスタッドピン５０をタイヤ周方向の一方の側から見た側面図である。θ１＜θ２であることにより、θ１＝θ２またはθ１＞θ２である場合と比べ、第１傾斜面７２とトレッドゴム部材１８との接触面積が増加し、横力が作用したときのスタッドピン５０Ａの抜け落ちが抑制される。なお、θ１＝θ２またはθ１＞θ２であってもよい。特にθ１＞θ２である場合、接地したスタッドピン５０Ａが蹴りだされる際、取付孔４０の孔底からスタッドピン５０Ａに、タイヤ径方向外側に押し戻す力が作用しても、第１傾斜面７２がトレッドゴム部材１８と接触する領域を、タイヤ幅方向と平行な方向に投影した領域の面積が大きいため、制駆動時のスタッドピン５０Ａの抜け落ちが抑制される。

図７は、接線Ｔを含む、タイヤ径方向のタイヤ１０の断面において、ショルダー領域Ｓｈに配置されたスタッドピン５０Ａの側面を示す図である。図７において、スタッドピン５０Ａは、説明のため、誇張した大きさで示される。また、図７に示す例において、スタッドピン５０Ａの軸線Ｃはタイヤ径方向に延びている。
図７に示されるように、接線Ｔを含む、タイヤ１０のタイヤ径方向の断面において、トレッド面におけるタイヤセンターラインＣＬの位置、および、トレッド面のタイヤ幅方向の端（トレッド端）を結ぶ直線Ｌ１と、接線Ｔとのなす角の大きさα、および、第１の位置７１ａと第２の位置７１ｂとを結ぶ方向（図７において直線Ｌ２が延びる方向）と、接線Ｔとのなす角の大きさβに関して、α−７°≦β≦α＋７°であることが好ましい。このような関係を満たすαおよびβは互いに接近した大きさであるため、図７に示す例のように、スタッドピン５０Ａの軸線Ｃの方向と、トレッド面の法線方向とが一致しない場合であっても、環状溝７１が上記形態を有していることで、横力が作用したときの、第１傾斜溝７２とトレッドゴム部材１８との接触面積は十分に確保される。これにより、スタッドピン５０Ａの取付孔４０からの抜け落ちがより効果的に抑制される。βは、特に制限されないが、例えば、０°を超え１４°未満である。
βがα−７°未満である場合、βが小さすぎて、第１傾斜面７２とトレッドゴム部材１８との接触面積を十分に確保できない場合がある。βがα＋７°を超える場合、βが大きすぎて、スタッドピン５０Ａの抜け落ちを抑制するのに寄与する適切な大きさの第１傾斜面７２およびトレッドゴム部材１８の接触面積を得られない場合がある。

センター領域Ｃｅの取付孔４０に取り付けられるスタッドピンは、例えば、上記説明したスタッドピン５０Ａであってもよく、外周側面に環状溝７１を有しないスタッドピンであってもよく、図５（ｂ）に示す形態のスタッドピンであってもよい。スタッドピン５０Ａは、上述のように、種々の方向からの外力が作用したときの抜け落ちを抑制することができるため、センター領域Ｃｅに配置された場合にも好適である。

本実施形態のタイヤ１０によれば、スタッドピン５０Ａが環状溝７１を有していることにより、外力によるスタッドピン５０Ａの動きが抑制され、種々の方向から外力が作用したときのスタッドピン５０Ａの取付孔４０からの抜け落ちを抑制できる。特に、環状溝７１が上記形態を有していることで、接地端の側からタイヤセンターラインＣＬの側に向かう横力を繰り返し受けても、スタッドピン５０Ａが取付孔４０内で傾きが大きくなることが抑制され、ショルダー領域Ｓｈに配置されたスタッドピン５０Ａの取付孔４０からの抜け落ちを抑制することができる。

また、軸線Ｃを含む平面において、角θ１に関して、１０°≦θ１≦７０°である場合は、第１傾斜面７２とトレッドゴム部材１８との接触面積が十分に確保され、横力が作用したときのスタッドピン５０Ａの抜け落ちが抑制される。

また、軸線Ｃを含む平面において、角θ２に関して、１０°≦θ２≦７０°である場合は、スタッドピン５０ＡのタイヤセンターラインＣＬの側の部分において、第２傾斜面７３とトレッドゴム部材１８との接触面積が十分に確保されることで、横力が作用したときのスタッドピン５０Ａの抜け落ちが抑制される。

また、軸線Ｃを含む平面において、角θ１および角θ２に関して、θ１＜θ２である場合は、第１傾斜面７２とトレッドゴム部材１８との接触面積が増加し、横力が作用したときのスタッドピン５０Ａの抜け落ちが抑制される。

接線Ｔを含む、タイヤ１０のタイヤ径方向の断面において、αおよびβに関して、α−７°≦β≦α＋７°である場合、αおよびβは互いに接近した大きさであるため、スタッドピン５０Ａの軸線Ｃの方向と、トレッド面の法線方向とが一致しない場合であっても、環状溝７１が上記形態を有していることで、横力が作用したときの、第１傾斜溝７２とトレッドゴム部材１８との接触面積が十分に確保される。これにより、スタッドピン５０Ａの取付孔４０からの抜け落ちが効果的に抑制される。

［変形例］
環状溝７１は、第１の位置７１ａから第２の位置７１ｂに向かって進むとき、直線状に進む形態に制限されず、屈曲または湾曲して延在していてもよい。
図８および図９に、本実施形態のスタッドピンの変形例を示す。図８は、変形例１に係るスタッドピン５０Ｂをタイヤ周方向の一方の側から見た側面図である。図９は、変形例２に係るスタッドピン５０Ｃをタイヤ周方向の一方の側から見た側面図である。

変形例１のスタッドピン５０Ｂは、第１の位置７１ａから第２の位置７１ｂに向かって進むとき、環状溝７１が途中で屈曲して延在している。このような形態によって、環状溝７１は、軸線Ｃと直交する第１の平面Ｐ１と交差する第２の屈曲した面Ｐ２上で環状をなすよう延在している。図８に示す例では、環状溝７１は、第１の位置７１ａの側において、タイヤ幅方向と平行な方向に沿って延びており、第２の位置７１ｂの側において、タイヤ幅方向に対して傾斜した方向に沿って延びている。

変形例２のスタッドピン５０Ｃは、第１の位置７１ａから第２の位置７１ｂに向かって進むとき、環状溝７１は、湾曲して延在するように、タイヤ幅方向に対する傾斜角が変化しながら延在している。このような形態によって、環状溝７１は、軸線Ｃと直交する第１の平面Ｐ１と交差する第２の湾曲した面Ｐ２上で環状をなすよう延在している。なお、湾曲して延在する環状溝７１は、図９に示す例のように軸線Ｃの方向のうち先端部６０の側に膨らむように湾曲していていもよく、軸線Ｃの方向のうち底部５４の側に膨らむように湾曲していてもよい。

［実施例］
本発明の効果を確認するために、以下の実施例１〜１２、従来例、および比較例１，２のスタッドピンを、図１に示すタイヤ１０と同様のタイヤのショルダー領域Ｓｈに取り付けた。なお、センター領域Ｃｅには、スタッドピンを取り付けなかった。また、スタッドピンの軸線Ｃがタイヤ径方向と平行になるように、スタッドピンを取り付けた。α＝７°とした。タイヤのタイヤサイズは、２０５／５５Ｒ１６とした。
実施例１〜１２のスタッドピンには、表１〜３に示す点を除いて、図３に示される形態の環状溝を設けた。
従来例のスタッドピンは、外周側面に環状溝を設けなかった。
比較例１のスタッドピンは、環状溝の延在方向をタイヤ幅方向と平行な方向としたほかは、実施例３と同様とした。
比較例２のスタッドピンは、β＝−２°としたほか、実施例２と同様とした。
θ１、θ２、βは表１〜３に示すとおりである。

〔耐ピン抜け性能〕
トレッド部のショルダー領域Ｓｈに１００本スタッドピンを打ち込んだタイヤを装着した車両（排気量２０００ｃｃの前輪駆動車）で乾燥路面（アスファルト路面およびコンクリート路面を含む）を１０，０００ｋｍ走行させた。その後、トレッド部のショルダー領域Ｓｈに残存したスタッドピンの数を数えた。比較例１のタイヤのショルダー領域Ｓｈに残存したスタッドピンの数を１００としたときのタイヤのショルダー領域Ｓｈに残存したスタッドピンの数の相対値を耐ピン抜け性能の指数とした。
結果を表１〜３に示す。

比較例１と、実施例１〜１２とを対比すると、スタッドピンの胴体部の周方向に、タイヤ幅方向に対して傾斜した環状溝を設けることで、タイヤに打ち込まれたスタッドピンが抜け落ちにくくなることがわかる。また、実施例２〜４と、実施例１、５を対比すると、θ１が１０°以上７０°以下であることで（実施例２〜４）、スタッドピンがさらに抜け落ちにくいことがわかる。また、実施例２と、実施例３、４とを対比すると、θ１が１０°以上７０°以下である場合に、θ１＜θ２であることで（実施例２）、スタッドピンがさらに抜け落ちにくいことがわかる。

実施例７、３、８と、実施例６、９とを対比すると、θ２が１０°以上７０°以下であることで（実施例７，３，８）、スタッドピンがさらに抜け落ちにくいことがわかる。また、実施例８と、実施例７、３とを対比すると、θ２が１０°以上７０°以下である場合に、θ１＜θ２であることで（実施例８）、スタッドピンがさらに抜け落ちにくいことがわかる。

実施例１０、３、１１と、比較例２および実施例１２とを比較すると、α−７°≦β≦α＋７°であることによって（実施例１０、３、１１）、βがα−７°未満の場合（比較例２）、およびβがα−７°を超える場合（実施例１２）よりもスタッドピンが抜け落ちにくいことがわかる。

以上、本発明の空気入りタイヤおよびスタッドピンについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、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
１８ トレッドゴム部材
４０ 取付孔
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ スタッドピン
５３Ａ 基部
５４ 底部
６０ 先端部
７１ 環状溝
７２ 第１傾斜面
７３ 第２傾斜面

Claims (8)

1. スタッドピンと、前記スタッドピンが取り付けられる取付孔が形成されたトレッド部と、を備える空気入りタイヤであって、
   前記スタッドピンは、前記トレッド部の接地領域のタイヤ幅方向の端である接地端と、タイヤセンターラインとの間の領域をタイヤ幅方向に二等分した領域のうち、前記接地端を含む領域に形成された前記取付孔に取り付けられており、
   前記スタッドピンは、
   路面と接触する先端部と、
   一方向に延び、一方の端において前記先端部を支持する基部と、を有し、
   前記取付孔の側面と接触する前記基部の外周側面に、周方向に沿って延在する１または複数の環状溝が形成され、
   最も前記タイヤセンターラインの側に位置する前記環状溝上の第１の位置は、最も前記接地端の側に位置する前記環状溝上の第２の位置に対してタイヤ径方向の外側に位置し、
   前記環状溝に沿って前記第１の位置から前記第２の位置に向かって進むとき、前記環状溝は、当該環状溝が形成されたスタッドピンが位置するタイヤ周上の位置と同じタイヤ周上の位置で前記トレッド部と接するタイヤ幅方向と平行な接線に接近することなく進むよう延在していることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記環状溝は、前記一方向と直交する第１の平面と交差する第２の面上で環状をなすよう延在している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記環状溝は、前記一方向と平行な前記スタッドピンの軸線を含む平面において、前記先端部側に向かうにつれて前記軸線に近づく第１傾斜面と、前記先端部に向かうにつれて前記軸線から遠ざかる第２傾斜面と、を有する、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記軸線を含む平面において前記軸線と前記第１傾斜面とがなす角θ１に関して、１０°≦θ１≦７０°である、請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記軸線を含む平面において前記軸線と前記第２傾斜面とがなす角θ２に関して、１０°≦θ２≦７０°である、請求項３または４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記軸線を含む平面において、前記軸線と前記第１傾斜面とのなす角θ１、および、前記軸線と前記第２傾斜面とのなす角θ２に関して、θ１＜θ２である、請求項３から５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記接線を含む、前記空気入りタイヤのタイヤ径方向の断面において、前記トレッド部の表面における、前記タイヤセンターラインの位置およびタイヤ幅方向の端を結ぶ直線と、前記接線とのなす角の大きさα、および、前記第１の位置と前記第２の位置とを結ぶ方向と、前記接線とのなす角の大きさβに関して、α−７°≦β≦α＋７°である、請求項１から６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 空気入りタイヤのトレッド部の取付孔に取り付けられるスタッドピンであって、
   路面と接触する先端部と、
   一方向に延び、一方の端において前記先端部を支持する基部と、を有し、
   前記取付孔の側面と接触する前記基部の外周側面に、前記一方向と直交する第１の平面と交差する第２の面上で環状をなすよう周方向に沿って延在する１または複数の環状溝が形成されていることを特徴とするスタッドピン。

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